JP5655519B2 - 液体供給バルブユニット及び液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体供給バルブユニット及び液体噴射装置に関する。

液体を噴射する液体噴射装置として、例えばインクジェット式印刷装置（以下、「印刷装置」と表記する）などが知られている。印刷装置は、記録媒体に文字や画像等を記録する装置である。印刷装置は、噴射ヘッドに設けられたノズルから記録媒体にインクが噴射される構成になっている。噴射ヘッドは例えばキャリッジなどの移動機構に搭載され、記録媒体上を移動しながらインクを噴射する構成になっている。

オフキャリッジ型と呼ばれるタイプの印刷装置は、インクカートリッジが装置のケース側に配置され、インクカートリッジから供給チューブを介して噴射ヘッドにインクが供給される構成になっている。当該印刷装置は、自己封止機能を有するインク供給バルブユニットをキャリッジ側に有している（例えば、特許文献１参照）。

インク供給バルブユニットには、インク供給室と圧力室とが設けられている。インクカートリッジから供給されたインクは、インク供給室から圧力室を経て噴射ヘッドに供給されるようになっている。インク供給室と圧力室との間には可動バルブが設けられており、この可動バルブの開閉によってインク供給室と圧力室とが連通・非連通となるように構成されている。インク供給バルブユニットは、圧力室の内部のインク量が減少することによって圧力室の一部を構成するフィルム部材が変位し、その変位を可動バルブに対して直接伝達することによって可動バルブを動作させるように構成されている。近年では、フィルム部材の中央部に板状の受圧部が取り付けられており、当該受圧部を圧力室側に押圧し可動バルブを押圧することにより当該可動バルブを開放する構成が知られている。

噴射ヘッドでインクが消費されると、圧力室におけるインク量が減少し、圧力室の圧力が低下する。圧力室の圧力が低下すると可動バルブが開状態となり、インク供給室から圧力室にインクが供給される。圧力室には、噴射ヘッドにおけるインクの消費量に応じたインクが供給される。このため、インク供給バルブユニットよりも上流側の圧力が噴射ヘッド側に影響しないようになっている。

特開２００９−１７８８８９号公報

しかしながら、上記構成においては、受圧部を圧力室側へ押圧すると、圧力室の圧力が高まり、受圧部の周囲のフィルム部材が圧力室の外部へ向けて撓んでしまう。この状態で受圧部による押圧を解除すると、フィルム部材のうち外部へ向けて撓んだ部分が内側へ戻ろうとする圧力が残圧となり、当該残圧によってインクが噴射ヘッドから漏れてしまう場合がある。このため、残圧が解除されるまで待機させてから次の動作に移る必要があり、動作に時間が掛かるという問題があった。

以上のような事情に鑑み、本発明は、動作の速い液体供給バルブユニット及び液体噴射装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液体供給バルブユニットは、液体を噴射する液体噴射ヘッドに対して前記液体を供給する液体供給バルブユニットであって、前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体噴射ヘッド及び前記液体貯留部にそれぞれ接続された凹部を有する液体収容部材と、前記凹部を塞ぐ可撓性部材と、を備えた液体収容室と、前記液体収容室と前記液体貯留部との接続経路を遮断するように設けられ、前記液体収容室の内容積が減少する方向へ前記可撓性部材が撓むことで前記接続経路を開く弁と、前記液体収容室の圧力が所定圧力よりも小さくなった圧力低下状態において前記弁が前記接続経路を開くように前記弁を付勢し、かつ、前記圧力低下状態とは異なる状態において前記弁が前記接続経路を遮断するように、前記弁を付勢する付勢機構と、前記可撓性部材の一部に設けられ、前記弁の当接による圧力を受ける受圧部及び前記可撓性部材のうち前記受圧部の周辺部を押圧可能な押圧機構と、前記押圧機構に対して、前記周辺部及び前記受圧部を押圧させて前記弁を強制的に開かせる開放モードと、前記周辺部及び前記受圧部を大気開放させて前記弁を閉じさせる閉塞モードと、を切り替えて行わせる制御部とを備え、前記押圧機構は、膨張及び収縮が可能に形成され、膨張状態で前記周辺部及び前記受圧部を押圧可能な膨張収縮機構を有することを特徴とする。

本発明によれば、弁を強制的に開かせる開放モードと、弁を閉じさせる閉塞モードとを切り替えて行わせることとしたので、必要に応じて弁の開閉を短時間で行わせることができる。加えて、本発明では、可撓性部材の周辺部及び受圧部を同時に押圧させることで開放モードを行わせることとしたので、受圧部を押圧した場合であっても、可撓性部材が液体収容室の外側へ向けて撓むのを防ぐことができる。この場合、液体収容室内に残圧が形成されるのを防ぐことができるため、動作を待機させる必要が無く、すぐに次の動作に移ることができる。これにより、動作の速い液体供給バルブユニットを得ることができる。

上記の液体供給バルブユニットにおいて、前記押圧機構は、膨張及び収縮が可能に形成され、膨張状態で前記周辺部及び前記受圧部を押圧可能な膨張収縮機構を有し、前記制御部は、前記膨張収縮機構を膨張させることで前記開放モードを行わせ、前記膨張収縮機構を収縮させることで前記閉塞モードを行わせることを特徴とする。
本発明によれば、押圧機構が膨張及び収縮が可能に形成され膨張状態で周辺部及び受圧部を押圧可能な膨張収縮機構を有し、制御部が膨張収縮機構を膨張させることで開放モードを行わせ、膨張収縮機構を収縮させることで閉塞モードを行わせることとしたので、短時間で弁の開閉動作を行うことができる。

上記の液体供給バルブユニットにおいて、前記押圧機構は、前記周辺部及び前記受圧部に接するように壁部に囲まれた圧力調整室と、前記圧力調整室の圧力を調整する圧力調整部とを有し、前記制御部は、前記圧力調整部を制御することで前記開放モードと前記閉塞モードとを切り替えることを特徴とする。
本発明によれば、押圧機構が周辺部及び前記受圧部に接するように壁部に囲まれた圧力調整室と、圧力調整室の圧力を調整する圧力調整部とを有し、制御部が圧力調整部を制御することで開放モードと閉塞モードとを切り替えることとしたので、短時間で弁の開閉動作を行うことができる。

本発明に係る液体噴射装置は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給する液体供給バルブユニットとを備え、前記液体供給バルブユニットとして、上記の液体供給バルブユニットが用いられることを特徴とする。

本発明によれば、液体供給バルブユニットとして、上記のように動作の速い液体供給バルブユニットが用いられるため、動作待ち時間の少ない液体噴射装置を得ることができる。

上記の液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドから前記液体を噴射させる噴射動作と、前記液体噴射ヘッドの噴射状態を調整する調整動作と、を切り替えて行わせる装置制御部を更に備え、前記装置制御部は、前記液体供給バルブユニットの前記制御部を兼ねていることを特徴とする。
本発明によれば、液体噴射ヘッドから液体を噴射させる噴射動作と、液体噴射ヘッドの噴射状態を調整する調整動作とを切り替えて行わせる装置制御部を更に備え、装置制御部は、液体供給バルブユニットの制御部を兼ねていることとしたので、効率的な制御が可能となる。

上記の液体噴射装置において、前記装置制御部は、前記調整動作として前記液体噴射ヘッド内を加圧して前記液体を排出させる場合には、前記液体供給バルブユニットに前記開放モードを行わせることを特徴とする。
本発明によれば、装置制御部が調整動作として液体噴射ヘッド内を加圧して液体を排出させる場合には、液体供給バルブユニットに開放モードを行わせることとしたので、液体収容室に残圧を生じさせることなく短時間で弁の開放動作を行うことができる。

上記の液体噴射装置において、前記装置制御部は、前記調整動作として前記液体噴射ヘッド内を吸引して前記液体を排出させる場合には、前記液体供給バルブユニットに前記閉塞モードを行わせることを特徴とする。
本発明によれば、装置制御部が調整動作として液体噴射ヘッド内を吸引して液体を排出させる場合には、液体供給バルブユニットに閉塞モードを行わせることとしたので、残圧の発生が無く、したがって動作を待機させる必要が無く、短時間で弁の開放動作を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る印刷装置の構成を示す概略図。 本実施形態に係るヘッドの構成を示す概略断面図。 本実施形態に係るヘッドの構成を示す概略断面図。 本実施形態に係るバルブユニットの構成を示す断面図。 本実施形態に係る制御系の構成を示すブロック図。 本実施形態に係る印刷装置の動作を示す図。 本実施形態に係る印刷装置の動作を示す図。 本発明に係る印刷装置の他の構成を示す図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る印刷装置ＰＲＴ（液体噴射装置）の概略構成を示す図である。本実施形態では、印刷装置ＰＲＴとしてインクジェット型の印刷装置を例に挙げて説明する。

図１に示す印刷装置ＰＲＴは、紙、プラスチックシートなどのシート状の媒体Ｍを搬送しつつ印刷処理を行う装置である。印刷装置ＰＲＴは、筐体ＰＢと、媒体Ｍにインクを噴射するインクジェット機構ＩＪと、当該インクジェット機構ＩＪにインクを供給するインク供給機構ＩＳと、媒体Ｍを搬送する搬送機構ＣＶと、インクジェット機構ＩＪの保全動作を行うメンテナンス機構ＭＮと、これら各機構を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。

以下、ＸＹＺ直交座標系を設定し、当該ＸＹＺ直交座標系を適宜参照しつつ各構成要素の位置関係を説明する。本実施形態では、媒体Ｍの搬送方向をＸ方向とし、当該媒体Ｍの搬送面においてＸ方向に直交する方向をＹ方向とし、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面に垂直な方向をＺ方向と表記する。また、Ｘ軸周りの回転方向をθＸ方向、Ｙ軸周りの回転方向をθＹ方向、Ｚ軸周りの回転方向をθＺ方向とする。

筐体ＰＢは、Ｙ方向を長手とするように形成されている。筐体ＰＢには、上記のインクジェット機構ＩＪ、インク供給機構ＩＳ、搬送機構ＣＶ、メンテナンス機構ＭＮ及び制御装置ＣＯＮＴの各部が取り付けられている。筐体ＰＢには、プラテン１３が設けられている。プラテン１３は、媒体Ｍを支持する支持部材である。プラテン１３は、筐体ＰＢのうちＸ方向の中央部に配置されている。プラテン１３は、＋Ｚ方向に向けられた平坦面１３ａを有している。当該平坦面１３ａは、媒体Ｍを支持する支持面として用いられる。

搬送機構ＣＶは、搬送ローラーや当該搬送ローラーを駆動するモーターなどを有している。搬送機構ＣＶは、筐体ＰＢの−Ｘ側から当該筐体ＰＢの内部に媒体Ｍを搬送し、当該筐体ＰＢの＋Ｘ側から当該筐体ＰＢの外部に排出する。搬送機構ＣＶは、筐体ＰＢの内部において、媒体Ｍがプラテン１３上を通過するように当該媒体Ｍを搬送する。搬送機構ＣＶは、制御装置ＣＯＮＴによって搬送のタイミングや搬送量などが制御されるようになっている。

インクジェット機構ＩＪは、インクを噴射するヘッドＨと、当該ヘッドＨを保持して移動させるヘッド移動機構ＡＣとを有している。ヘッドＨは、プラテン１３上に送り出された媒体Ｍに向けてインクを噴射する。ヘッドＨは、インクを噴射する噴射面Ｈａを有している。噴射面Ｈａは、Ｚ方向に向けられており、プラテン１３の支持面１３ａに対向するように配置されている。

ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジＣＡを有している。ヘッドＨは、当該キャリッジＣＡに固定されている。キャリッジＣＡは、筐体ＰＢの長手方向（Ｙ方向）に架けられたガイド軸８に当接されている。ヘッドＨ及びキャリッジＣＡは、プラテン１３の＋Ｚ方向に配置されている。

ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジＣＡの他、パルスモーター９と、当該パルスモーター９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、駆動プーリー１０とはプリンター本体５の幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されてキャリッジＣＡに接続されたタイミングベルト１２とを有している。

キャリッジＣＡは、当該タイミングベルト１２に接続されている。キャリッジＣＡは、タイミングベルト１２の回転に伴ってＹ方向に移動可能に設けられている。Ｙ方向へ移動する際、キャリッジＣＡは、ガイド軸８によって案内されるようになっている。

インク供給機構ＩＳは、ヘッドＨにインクを供給する。インク供給機構ＩＳには、複数のインクカートリッジＣＴＲが収容されている。本実施形態の印刷装置ＰＲＴは、インクカートリッジＣＴＲがヘッドＨとは異なる位置に収容される構成（オフキャリッジ型）である。インク供給機構ＩＳは、ヘッドＨとインクカートリッジＣＴＲとを接続する供給チューブＴＢを有している。インク供給機構ＩＳは、当該供給チューブＴＢを介してインクカートリッジＣＴＲ内に貯留されるインクをヘッドＨに供給する不図示のポンプ機構を有している。

メンテナンス機構ＭＮは、ヘッドＨのホームポジションに配置されている。このホームポジションは、媒体Ｍに対して印刷が行われる領域から外れた領域に設定されている。本実施形態では、プラテン１３の＋Ｙ側にホームポジションが設定されている。ホームポジションは、印刷装置ＰＲＴの電源がオフである時や、長時間に亘って記録が行われない時などに、ヘッドＨが待機する場所である。

メンテナンス機構ＭＮは、ヘッドＨの噴射面Ｈａを覆うキャッピング機構ＣＰや、当該噴射面Ｈａを払拭するワイピング機構ＷＰなどを有している。キャッピング機構ＣＰには、吸引ポンプなどの吸引機構ＳＣが接続されている。吸引機構ＳＣにより、キャッピング機構ＣＰは、噴射面Ｈａを覆いつつ当該噴射面Ｈａ上の空間を吸引できるようになっている。ヘッドＨからメンテナンス機構ＭＮ側に排出された廃インクは、廃液回収機構（不図示）において回収されるようになっている。

図２は、ヘッドＨの構成を示す側断面図である。図３は、ヘッドＨの構成を説明する要部断面図である。
図２に示されるように、ヘッドＨは、導入針ユニット１７、ヘッドケース１８、流路ユニット１９及びアクチュエータユニット２０を備えている。

導入針ユニット１７の上面には、フィルター２１を介在させた状態で２本のインク導入針２２が並んで取り付けられている。導入針ユニット１７の内部には、各インク導入針２２に対応したインク導入路２３が形成されている。インク導入路２３の上端は、フィルター２１を介してインク導入針２２に接続されている。インク導入路２３の下端は、パッキン２４を介してヘッドケース１８内部のケース流路２５に接続されている。インク導入針２２には、それぞれバルブユニットＶＵが装着されている。

バルブユニットＶＵは、針接続部２８に接続されている。針接続部２８は、バルブユニットＶＵとインク導入針２２とを接続する部分である。バルブユニットＶＵには、当該針接続部２８に接続される接続流路２９が形成されている。針接続部２８の内部空間には、インク導入針２２がほぼ隙間無く嵌め込まれるシール材３１が設けられている。インク導入針２２がシール材３１に嵌め込まれることで、バルブユニットＶＵと導入針ユニット１７との間がほぼ漏れの無い状態で接続されるようになっている。

図３に示すように、ヘッドケース１８は、合成樹脂などを用いて形成されている。ヘッドケース１８は、例えば中空部を有するように箱型に形成されている。ヘッドケース１８は、上端側がパッキン２４を介して導入針ユニット１７を取り付けられている。ヘッドケース１８の下端面には、流路ユニット１９が接合されている。ヘッドケース１８の内部に形成された中空部３７内には、アクチュエータユニット２０が収容されている。

ヘッドケース１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路２５が設けられている。ケース流路２５の上端は、パッキン２４を介して導入針ユニット１７のインク導入路２３に連通されている。ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通インク室４４に連通されている。このため、インク導入針２２から導入されたインクＤは、インク導入路２３及びケース流路２５を通じて共通インク室４４側に供給されるようになっている。

アクチュエータユニット２０は、例えば櫛歯状に配置された複数の圧電振動子３８と、当該圧電振動子３８を保持する固定板３９と、圧電振動子３８に対して制御装置ＣＯＮＴからの駆動信号を供給するフレキシブルケーブル４０とを有している。

圧電振動子３８は、図中下側端部が固定板３９の下端面から突出するように固定されている。このように、各圧電振動子３８は、所謂片持ち梁の状態で固定板３９上に取り付けられている。各圧電振動子３８を支持する固定板３９は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。固定板３９のうち例えば圧電振動子３８の固定された面とは異なる面が中空部３７を区画するケース内壁面に接着されている。

流路ユニット１９は、振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３を有している。振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３は、積層された状態で接着されている。流路ユニット１９は、共通インク室４４からインク供給口４５、圧力室４６を通り、ノズルＮＺに至るまでの一連のインク流路（液体流路）を構成している。圧力室４６は、ノズルＮＺの配列方向（ノズル列方向）に対して直交する方向が長手方向となるように形成されている。

共通インク室４４は、ケース流路２５に接続されている。共通インク室４４には、インク導入針２２側からのインクＤが導入される室である。また、共通インク室４４は、インク供給口４５に接続されている。共通インク室４４に導入されたインクＤは、当該インク供給口４５を通じて各圧力室４６に分配されるようになっている。

ノズル基板４３は、流路ユニット１９の底部に配置されている。ノズル基板４３には、媒体Ｍに形成される画像などのドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズルＮＺが形成されている。ノズル基板４３としては、例えばステンレス鋼などの金属製の板材が用いられる。

図４は、バルブユニットＶＵの詳細な構成を示す断面図である。
図４に示すように、バルブユニットＶＵは、例えばポリプロピレン等の樹脂製材料を用いて形成された収容室形成部材５０を有している。インク収容室ＲＭは、収容室形成部材５０の内部に形成されている。収容室形成部材５０のうち図中左右方向の中央部には、仕切り部５１が形成されている。インク収容室ＲＭは、仕切り部５１によって第一室（凹部）Ｒ１と第二室Ｒ２とに区画されている。

仕切り部５１には連通部５２が形成されている。インク収容室ＲＭのうち第一室Ｒ１は、供給チューブＴＢを介してインク供給機構ＩＳに接続されている。第二室Ｒ２は、接続流路２９を介してヘッドＨに接続されている。第一室Ｒ１と第二室Ｒ２とは、連通部５２を介して連通されている。このように、インク供給機構ＩＳ、供給チューブＴＢ、第一室Ｒ１、連通部５２、第二室Ｒ２、接続流路２９及びヘッドＨという順で、インク供給機構ＩＳからヘッドＨまでが連通されている。

収容室形成部材５０の第二室Ｒ２を囲う壁部のうち、仕切り部５１とは異なる部分（図４中右側）には、開口部が形成されている。当該開口部は、第二室Ｒ２とインク収容室ＲＭの外部とを連通するように形成されている。当該開口部には可撓性部材Ｆが貼り付けられており、当該可撓性部材Ｆによって開口部が塞がれた状態となっている。可撓性部材Ｆとしては、例えば樹脂などによって形成されたフィルムなどを用いることができる。可撓性部材Ｆには、受圧板Ｆａが設けられている。受圧板Ｆａは、可撓性部材Ｆの中央部に取り付けられている。したがって、外部から開口部を見たときには、受圧板Ｆａの周囲に可撓性部材Ｆの周辺部Ｆｂが露出した状態となっている。

弁ＶＢは、第一室Ｒ１と第二室Ｒ２とに跨って設けられている。弁ＶＢは、フランジ部Ｖ１及び軸部Ｖ２を有している。フランジ部Ｖ１は、第一室Ｒ１内に設けられている。フランジ部Ｖ１には、連通部５２を閉塞させるシール部Ｖ３が形成されている。当該シール部Ｖ３が仕切り部５１に当接することにより、連通部５２が遮断されるようになっている。軸部Ｖ２は、連通部５２を貫通して配置されている。軸部Ｖ２のうちフランジ部Ｖ１とは反対側の端部は、第二室Ｒ２の可撓性部材Ｆに向けて配置されている。

付勢機構ＳＰは、フランジ部Ｖ１と第一室Ｒ１の図中左側の壁面５０ａとの間に配置されている。付勢機構ＳＰとしては、バネ部材などが好適に用いられる。付勢機構ＳＰは、所定の付勢力でフランジ部Ｖ１を第二室Ｒ２側へ付勢する。この付勢力により、シール部Ｖ３が仕切り部５１に当接された状態（連通部５２が遮断された状態）が保持される。

インク収容室ＲＭの内容積が小さくなる方向（第二室Ｒ２が狭くなる方向）に可撓性部材Ｆを撓ませると、可撓性部材Ｆ及び受圧板Ｆａが軸部Ｖ２の端部を第二室Ｒ２側から第一室Ｒ１側に向けた方向に押圧する。この押圧力が付勢機構ＳＰによる付勢力よりも大きくなると、シール部Ｖ３を仕切り部５１から離れる方向に移動し、連通部５２が開放された状態になる。

したがって、付勢機構ＳＰの付勢力を適宜設定することにより、インク収容室ＲＭが所定圧力よりも小さくなったときにシール部Ｖ３が連通部５２を開き、それ以外のときはシール部Ｖ３が連通部５２を遮断することができる構成となっている。当該所定圧力としては、例えば大気圧などが挙げられ、所定圧力よりも小さくなる要因としては噴射動作においてインクの噴射によって生じる負圧などが挙げられる。

この場合の動作について説明する。シール部Ｖ３が連通部５２を遮断している状態でヘッドＨからインクが噴射されると、第二室Ｒ２からヘッドＨまでの流路はインクの減少によって負圧になる。この負圧により、可撓性部材Ｆが第二室Ｒ２の内側へ撓む。可撓性部材Ｆ及び受圧板Ｆａが軸部Ｖ２を押圧する力が付勢機構ＳＰの付勢力より大きいと、軸部Ｖ２が第一室Ｒ１側へ押されて連通部５２が開く。なお、ここでは受圧板Ｆａは、軸部Ｖ２を押圧するときの受部として機能することになる。

第一室Ｒ１とインク供給機構ＩＳとが連通されており、第二室Ｒ２とヘッドＨとが連通されているため、第一室Ｒ１と第二室Ｒ２とを連通する連通部５２が開くと、第一室Ｒ１から連通部５２を通ってインクが第二室Ｒ２側に供給される。インクが供給されたことにより第二室Ｒ２からヘッドＨまでの負圧が小さくなり、当該負圧よりも付勢機構ＳＰの付勢力の方が大きくなると、当該付勢力によってシール部Ｖ３が連通部５２を遮断した状態となる。

このように、バルブユニットＶＵは、第二室Ｒ２からヘッドＨを負圧にしてノズルのインクメニスカスと整える機能と、第一室Ｒ１から第二室Ｒ２方向へのみインクが流れる逆止弁（一方向弁）としての機能と、を有している。

可撓性部材Ｆの外部には、押圧機構ＰＲＳが設けられている。押圧機構ＰＲＳは、例えばエアバッグなどの膨張収縮機構を有している。膨張収縮機構ＥＳは、不図示のエア駆動機構などに接続されている。膨張収縮機構ＥＳは、当該エア駆動機構によってエアが供給され、あるいはエアが除去されることにより、膨張及び収縮するようになっている。

膨張収縮機構ＥＳが膨張した状態においては、図４の二点鎖線部分に示すように、受圧板Ｆａと周辺部Ｆｂとを同時に第二室Ｒ２の内側へ押圧可能な状態となる。また、膨張収縮機構ＥＳが収縮した状態においては、受圧板Ｆａと周辺部Ｆｂとに対する押圧状態が解除され、受圧板Ｆａ及び周辺部Ｆｂが大気開放されるようになっている。

また、図４（又は図２）に示すように、バルブユニットＶＵには加圧機構ＰＳが接続されている。加圧機構ＰＳは、インク収容室ＲＭのうち第一室Ｒ１に接続されており、当該第一室Ｒ１を加圧する。加圧機構ＰＳは、連通部５２が開いた状態で第一室Ｒ１を加圧することにより、第一室Ｒ１から第二室Ｒ２へとインクを加圧して供給することができるようになっている。

図５は印刷装置ＰＲＴの電気的な構成を示すブロック図である。
制御装置ＣＯＮＴには、印刷装置ＰＲＴの動作に関する各種情報を入力する入力装置ＩＰ、印刷装置ＰＲＴの動作に関する各種情報を記憶した記憶装置ＭＲなどが接続されており、上述した搬送機構ＣＶや、ヘッド移動機構ＡＣ、メンテナンス機構ＭＮ等が接続されている。制御装置ＣＯＮＴは、メンテナンス機構ＭＮのうち例えば吸引機構ＳＣなどを制御可能である。また、制御装置ＣＯＮＴは、上記の加圧機構ＰＳや押圧機構ＰＲＳの動作、例えば膨張収縮機構ＥＳの膨張及び収縮などを制御可能である。本実施形態では、制御装置ＣＯＮＴは、印刷装置ＰＲＴの制御及びバルブユニットＶＵの制御を兼ねて行うことができる構成となっている。勿論、印刷装置ＰＲＴの制御部とバルブユニットＶＵの制御部とを別個に設ける構成であっても構わない。

印刷装置ＰＲＴは、それぞれの圧電振動子３８に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器６２を備えている。この駆動信号発生器６２は、制御装置ＣＯＮＴに接続されている。駆動信号発生器６２には、ヘッドＨの圧電振動子３８に入力する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器６２は、各圧電振動子３８に対して、個別に駆動信号を供給可能に設けられている。

次に、上記のように構成された印刷装置ＰＲＴの動作を説明する。
ヘッドＨによる印刷動作を行う場合、制御装置ＣＯＮＴは、搬送機構ＣＶによって媒体ＭをヘッドＨの−Ｚ側に配置させる。媒体Ｍを配置させた後、制御装置ＣＯＮＴは、ヘッドＨを移動させつつ、印刷する画像の画像データに基づいてノズルＮＺに係る駆動信号発生器６２から圧電振動子３８に駆動信号を入力する。

圧電振動子３８に駆動信号が入力されると、圧電振動子３８が伸縮する。圧電振動子３８の伸縮により、圧力室４６の容積が変化し、インクを収容した圧力室４６の圧力が変動する。この圧力の変動によって、ノズルＮＺからインクが噴射される。ノズルＮＺから噴射されたインクによって、媒体Ｍに所望の画像が形成される。

以上のインク噴射動作を行う際には、制御装置ＣＯＮＴは、膨張収縮機構ＥＳを収縮させたままの状態としておき、可撓性部材Ｆの周辺部Ｆｂ及び受圧板Ｆａを大気開放させた状態とする。

制御装置ＣＯＮＴは、ヘッドＨの良好な噴射特性を維持又は回復させるため、例えばノズルＮＺの形成された噴射面Ｈａを覆うキャッピング動作や、ノズルＮＺからインクを排出させるフラッシング動作、吸引動作など、当該ヘッドＨのメンテナンス動作を定期的に行わせる。

例えばキャッピング動作を行わせる場合、制御装置ＣＯＮＴは、ヘッドＨをホームポジションに移動させ、ヘッドＨとキャッピング機構ＣＰとを対向させる。同時に、制御装置ＣＯＮＴは、図示しない駆動機構により、キャッピング機構ＣＰをヘッドＨ側へ移動させて噴射面Ｈａを押圧させる。この動作により、キャッピング機構ＣＰと噴射面Ｈａとの間が密閉状態となる。

また、例えばヘッドＨの共通インク室４４内に気泡が形成される場合が発生する場合がある。当該気泡が例えばノズルＮＺに入り込むと、ノズルＮＺ内のメニスカスが破壊され、噴射特性が低下してしまう可能性がある。そこで、例えば制御装置ＣＯＮＴは、加圧機構ＰＳを用いて気泡をインクと共に排出させる動作を行わせる。

この場合、制御装置ＣＯＮＴは、膨張収縮機構ＥＳを膨張させる。この動作により、膨張収縮機構ＥＳは可撓性部材Ｆの周辺部Ｆｂと受圧板Ｆａとを同時に第二室Ｒ２の内側へ押圧する。この押圧力が付勢機構ＳＰの付勢力よりも大きくなると、図７に示すように軸部Ｖ２が第一室Ｒ１側へ押し込まれ、シール部Ｖ３が仕切り部５１から離れて、連通部５２が開放された状態となる。この状態において、周辺部Ｆｂ及び受圧板Ｆａに対して同様に圧力が加えられているため、周辺部Ｆｂが外側に変形するのを防ぐことができる。

制御装置ＣＯＮＴは、連通部５２を開放（開放モード）させた後、加圧機構ＰＳによって第一室Ｒ１を加圧する。この動作により、加圧された第一室Ｒ１から連通部５２を介して第二室Ｒ２へとインクが流通する。このインクは第二室Ｒ２からヘッドＨ側へと供給され、ヘッドＨの気泡をノズルＮＺ側に押し出していき、気泡と共にノズルＮＺから排出される。このようにヘッドＨの噴射特性を維持することができる。

制御装置ＣＯＮＴは、加圧によるインクの排出動作を終了する場合、加圧機構ＰＳの動作を停止させると共に、膨張収縮機構ＥＳを収縮させる。この動作により、可撓性部材Ｆの周辺部Ｆｂと受圧板Ｆａとに対する加圧が同時に開放される。膨張収縮機構ＥＳの収縮と共に周辺部Ｆｂ及び受圧板Ｆａに対する押圧力が減少し、当該押圧力が付勢機構ＳＰの付勢力よりも小さくなると、フランジ部Ｖ１が第二室Ｒ２側へ移動する。フランジ部Ｖ１の移動により、シール部Ｖ３が仕切り部５１に当接し、連通部５２が閉塞される。膨張収縮機構ＥＳが周辺部Ｆｂ及び受圧板Ｆａから離れると、図８に示すように、周辺部Ｆｂは外側に膨張することなく元の状態に戻る。このため、すぐに次の動作に移ることができる。

制御装置ＣＯＮＴは、次の動作として、例えば上記のインク噴射動作を行わせても良いし、吸引動作を行わせても構わない。吸引動作を行わせる場合、制御装置ＣＯＮＴは、膨張収縮機構ＥＳを収縮させた状態（閉塞モード）として行わせる。制御装置ＣＯＮＴは、ヘッドＨとキャッピング機構ＣＰとの間を密閉させた後、吸引機構ＳＣを作動させる。この動作により、当該吸引機構ＳＣに連通されたキャッピング機構ＣＰ内が吸引されて負圧となる。ヘッドＨとキャッピング機構ＣＰとの間に形成された負圧により、ヘッドＨの各ノズルＮＺからインクが吸引（排出）される。このため、ノズルＮＺ内のインクの粘度が適正に保持されることになる。

以上のように、本実施形態に係るバルブユニットＶＵにおいて、連通部５２を強制的に開かせる開放モードと、連通部５２を閉じさせる閉塞モードとを切り替えて行わせることとしたので、必要に応じて連通部５２の開閉を短時間で行わせることができる。加えて、本実施形態では、可撓性部材Ｆの周辺部Ｆｂ及び受圧板Ｆａを同時に押圧させることで開放モードを行わせることとしたので、受圧板Ｆａを押圧した場合であっても、周辺部Ｆｂが第二室Ｒ２の外側へ向けて撓むのを防ぐことができる。この場合、第二室Ｒ２に残圧が形成されるのを防ぐことができるため、動作を待機させる必要が無く、すぐに次の動作に移ることができる。これにより、動作の速いバルブユニットＶＵを得ることができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、受圧板Ｆａ及び周辺部Ｆｂを押圧する押圧機構ＰＲＳとして、膨張収縮機構ＥＳが用いられる構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。

例えば図８に示すように、押圧機構ＰＲＳとして、周辺部Ｆｂ及び受圧板Ｆａに接するように壁部８０に囲まれた圧力調整室ＲＭ２と、当該圧力調整室ＲＭ２の圧力を調整する加圧部８１及び大気開放部８２とを有する構成であっても構わない。この構成においては、例えば制御装置ＣＯＮＴが加圧部８１及び大気開放部８２を制御することで開放モードと閉塞モードとを切り替えることができる。この場合であっても、可撓性部材Ｆの周辺部Ｆｂ及び受圧板Ｆａを同時に押圧させることで開放モードを行わせることとしたので、受圧板Ｆａを押圧した場合であっても、周辺部Ｆｂが第二室Ｒ２の外側へ向けて撓むのを防ぐことができる。これにより、第二室Ｒ２に残圧が形成されるのを防ぐことができるため、動作を待機させる必要が無く、すぐに次の動作に移ることができる。また、閉塞モードにおいては、圧力調整室ＲＭ２を大気開放させておくだけで良いため、制御負担を軽くすることができる。

また、上記実施形態では、インクジェット式の印刷装置と、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良い。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。

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ー等であってもよい。

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良い。そして、これらのうちいずれか一種の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。

ＰＲＴ…印刷装置（記録装置） Ｍ…媒体 ＣＯＮＴ…制御装置 Ｈ…ヘッド ＩＳ…インク供給機構 ＴＢ…供給チューブ ＶＵ…バルブユニット（液体供給バルブユニット） ＮＺ…ノズル ＲＭ…インク収容室（液体収容室） Ｒ１…第一室 Ｒ２…第二室 Ｆ…可撓性部材 Ｆａ…受圧板（受圧部） Ｆｂ…周辺部 ＶＢ…弁 ＳＰ…付勢機構 ＰＲＳ…押圧機構 ＥＳ…膨張収縮機構 ＲＭ２…圧力調整室 ５０…収容室形成部材 ５０ａ…壁面 ５１…仕切り部 ５２…連通部 ８０…壁部 ８１…加圧部（圧力調整部）８２…大気開放部（圧力調整部）

Claims (6)

1. 液体を噴射する液体噴射ヘッドに対して前記液体を供給する液体供給バルブユニットであって、
   前記液体を貯留する液体貯留部と、
   前記液体噴射ヘッド及び前記液体貯留部にそれぞれ接続された凹部を有する液体収容部材と、前記凹部を塞ぐ可撓性部材と、を備えた液体収容室と、
   前記液体収容室と前記液体貯留部との接続経路を遮断するように設けられ、前記液体収容室の内容積が減少する方向へ前記可撓性部材が撓むことで前記接続経路を開く弁と、
   前記液体収容室の圧力が所定圧力よりも小さくなった圧力低下状態において前記弁が前記接続経路を開くように前記弁を付勢し、かつ、前記圧力低下状態とは異なる状態において前記弁が前記接続経路を遮断するように、前記弁を付勢する付勢機構と、
   前記可撓性部材の一部に設けられ、前記弁の当接による圧力を受ける受圧部及び前記可撓性部材のうち前記受圧部の周辺部を押圧可能な押圧機構と、
   前記押圧機構に対して、前記周辺部及び前記受圧部を押圧させて前記弁を強制的に開かせる開放モードと、前記周辺部及び前記受圧部を大気開放させて前記弁を閉じさせる閉塞モードと、を切り替えて行わせる制御部とを備え、
   前記押圧機構は、膨張及び収縮が可能に形成され、膨張状態で前記周辺部及び前記受圧部を押圧可能な膨張収縮機構を有する液体供給バルブユニット。
2. 前記制御部は、前記膨張収縮機構を膨張させることで前記開放モードを行わせ、前記膨張収縮機構を収縮させることで前記閉塞モードを行わせる
   請求項１に記載の液体供給バルブユニット。
3. 液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドに前記液体を供給する液体供給バルブユニットと
   を備え、
   前記液体供給バルブユニットとして、請求項１又は請求項２に記載の液体供給バルブユニットが用いられる
   液体噴射装置。
4. 前記液体噴射ヘッドから前記液体を噴射させる噴射動作と、前記液体噴射ヘッドの噴射状態を調整する調整動作と、を切り替えて行わせる装置制御部
   を更に備え、
   前記装置制御部は、前記液体供給バルブユニットの前記制御部を兼ねている
   請求項３に記載の液体噴射装置。
5. 前記装置制御部は、前記調整動作として前記液体噴射ヘッド内を加圧して前記液体を排出させる場合には、前記液体供給バルブユニットに前記開放モードを行わせる
   請求項４に記載の液体噴射装置。
6. 前記装置制御部は、前記調整動作として前記液体噴射ヘッド内を吸引して前記液体を排出させる場合には、前記液体供給バルブユニットに前記閉塞モードを行わせる
   請求項４又は請求項５に記載の液体噴射装置。

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