JP7130930B2 - 液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する技術に関する。

液体吐出部のノズルからインクなどの液体を吐出する液体吐出装置では、供給流路を介して液体が液体吐出部に十分に供給されるように、液体容器の液体を加圧して供給流路に供給する。例えば特許文献１では、空気ポンプからの空気で液体容器内を加圧して液体容器の液体を供給流路に供給する際に、印刷時とクリーニング時とで空気ポンプの圧力を変えることによって、液体の供給不足を抑制している。

特開２００２－５２７３７号公報

しかしながら、特許文献１のように供給流路の上流側で液体の圧力を調整する場合には、下流側の圧力に応じて動作する弁体が供給流路に設けられていると、弁体のレスポンスなど弁体の動作による供給流路の圧力損失のばらつきの影響を受け易い。したがって、液体吐出部への液体の供給圧力のばらつきが大きくなりやすいため、液体吐出部への液体の供給圧力を高精度で細かく調整するのは難しい。以上の事情を考慮して、本発明は、液体の供給圧力の調整精度を高めることを目的とする。

［態様１］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様１）に係る方法は、液体吐出装置の制御方法であって、液体吐出装置は、供給流路から供給される液体をノズルから吐出する液体吐出部と、供給流路を開閉する弁体と、を具備し、液体を加圧して供給流路に供給する第１制御と、弁体の下流側の圧力に応じて動作する弁体を、外力によって動作させることで、弁体の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持する第２制御と、を有する。以上の態様によれば、第１制御にて供給流路に加圧して供給された液体を、第２制御にて外力による弁体の動作によって、弁体の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持することで、液体吐出部に供給される液体の供給圧力を任意に調整できる。しかも、弁体の下流側の圧力に応じて動作する弁体を、外力によって強制的に動作させることで供給流路を流れる液体の圧力を調整するので、供給流路の上流側で圧力を調整する場合に比較して、圧力損失のばらつきの影響を受けにくい。したがって、液体吐出部に供給される液体の圧力を細かく調整することも可能となり、液体の供給圧力の調整精度を高めることができる。

［態様２］
態様１の好適例（態様２）において、液体吐出装置は、供給流路を複数備え、弁体は、供給流路ごとに１つずつ設けられ、供給流路ごとに第１制御および第２制御を行う。以上の態様によれば、液体吐出装置は供給流路を複数備え、弁体は供給流路ごとに１つずつ設けられ、供給流路ごとに第１制御および第２制御を行うから、供給流路ごとに液体の供給圧力を高精度で細かく調整できる。

［態様３］
態様２の好適例（態様３）において、弁体ごとの第２制御を並行して行う。以上の態様によれば、弁体ごとの第２制御を並行して行うから、時間をずらして弁体ごとの第２制御をシリアルに行う場合に比較して、複数の弁体の第２制御にかかる時間を短縮できる。

［態様４］
態様２または請求項３の好適例（態様４）において、第２制御における外力は、ポンプによる空気の圧力であり、第２制御では、液体の供給圧力の目標値に応じてポンプの圧力を変えることによって弁体ごとの開き度合いを調整する。以上の態様によれば、第２制御では、液体の供給圧力の目標値に応じてポンプの圧力を変えることによって弁体の開き度合いを調整するから、ポンプの圧力が過多になることを抑制できるので、ポンプによる空気圧力が上昇して液体の供給圧力が目標値になるまでにかかる時間を短縮でき、ポンプの負担も軽減できる。

［態様５］
態様４の好適例（態様５）において、ポンプには共通空気流路が接続され、共通空気流路からは弁体にそれぞれ対応する分岐空気流路が分岐し、分岐空気流路ごとに電磁弁が設けられ、第２制御では、電磁弁によって分岐空気流路ごとにポンプによる圧力を調整することによって弁体の開き度合いを調整する。以上の態様によれば、第２制御では、電磁弁によって分岐空気流路ごとにポンプによる圧力を調整することによって弁体の開き度合いを調整するから、圧力の精度が低い低性能のポンプを用いても、弁体の開き度合いを調整できるので、液体の供給圧力の調整精度を高めることができる。

［態様６］
態様５の好適例（態様６）において、共通空気流路には、バッファー室が設けられ、第２制御は、電磁弁を閉じてポンプを駆動することによって、バッファー室に空気の圧力を蓄積する工程と、電磁弁を開いてバッファー室に蓄積した空気の圧力で弁体の開き度合いを調整する工程と、を含む。以上の態様によれば、バッファー室に蓄積した空気の圧力で弁体の開き度合いを調整するから、圧力が低い低性能のポンプを用いても、弁体の開き度合いを調整できるので、液体の供給圧力の調整精度を高めることができる。

［態様７］
態様１から態様６の何れかの好適例（態様７）において、液体吐出装置は、弁体を動作させるための可撓膜を備え、可撓膜は、弁体より下流側の供給流路の一部を形成する第１面と、第１面の反対側の第２面とを有し、第１面側の圧力と第２面側の圧力との差圧に応じた可撓膜の変形により動作する弁体を、第２面側からの外力による可撓膜の変形により動作させる。以上の態様によれば、第２面側からの外力によって強制的に可撓膜を変形できるので、第１面側の圧力と第２面側の圧力との差圧に関わらずに弁体を動作させることができる。したがって、差圧の影響を受けずに液体の圧力を細かく調整することができるので、液体の供給圧力の調整精度を高めることができる。

［態様８］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様８）に係る液体吐出装置は、供給流路から供給される液体をノズルから吐出する液体吐出部と、供給流路を開閉する弁体と、液体を加圧して供給流路に供給する加圧機構と、弁体の下流側の圧力に応じて動作する弁体を、外力によって動作させることで、弁体の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持する保持機構と、を備える。以上の態様によれば、供給流路に加圧して供給された液体を、外力による弁体の動作によって、弁体の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持することで、液体吐出部に供給される液体の供給圧力を任意に調整できる。しかも、弁体の下流側の圧力に応じて動作する弁体を、外力によって強制的に動作させることで供給流路を流れる液体の圧力を調整するので、供給流路の上流側で圧力を調整する場合に比較して、圧力損失のばらつきの影響を受けにくい。したがって、液体吐出部に供給される液体の圧力を細かく調整することも可能となり、液体の供給圧力の調整精度を高めることができる。

［態様９］
態様８の好適例（態様９）において、供給流路を複数備え、弁体は、供給流路ごとに１つずつ設けられ、保持機構は、供給流路ごとに弁体の開き度合いを任意に調整して保持する。以上の態様によれば、供給流路を複数備え、弁体は、供給流路ごとに１つずつ設けられ、保持機構は、供給流路ごとに弁体の開き度合いを任意に調整して保持するから、供給流路ごとに液体の供給圧力を高精度で細かく調整できる。

［態様１０］
態様９の好適例（態様１０）において、外力は、保持機構が備えるポンプによる空気の圧力であり、保持機構は、液体の供給圧力の目標値に応じてポンプの圧力を変えることによって弁体ごとの開き度合いを調整する。以上の態様によれば、外力は、保持機構が備えるポンプによる空気の圧力であり、保持機構は、液体の供給圧力の目標値に応じてポンプの圧力を変えることによって弁体ごとの開き度合いを調整するから、ポンプの圧力が過多になることを抑制できるので、ポンプによる空気圧力が上昇して液体の供給圧力が目標値になるまでにかかる時間を短縮でき、ポンプの負担も軽減できる。

［態様１１］
態様１０の好適例（態様１１）において、ポンプには共通空気流路が接続され、共通空気流路からは弁体ごとに対応する分岐空気流路が分岐し、分岐空気流路ごとに電磁弁が設けられ、保持機構は、電磁弁によって分岐空気流路ごとにポンプによる圧力を調整することによって弁体の開き度合いを調整する。以上の態様によれば、保持機構は、電磁弁によって分岐空気流路ごとにポンプによる圧力を調整することによって弁体の開き度合いを調整するから、圧力の精度が低い低性能のポンプを用いても、弁体の開き度合いを調整できるので、液体の供給圧力の調整精度を高めることができる。

［態様１２］
態様１１の好適例（態様１２）において、共通空気流路は、ポンプからの空気の圧力を一時的に蓄積するバッファー室を備える。以上の態様によれば、共通空気流路は、ポンプからの空気の圧力を一時的に蓄積するバッファー室を備えるから、バッファー室に蓄積した空気の圧力で弁体の開き度合いを調整できる。したがって、圧力が低い低性能のポンプを用いても、弁体の開き度合いを調整できるので、液体の供給圧力の調整精度を高めることができる。

［態様１３］
態様８または態様１２の好適例（態様１３）において、弁体を動作させるための可撓膜を備え、可撓膜は、弁体より下流側の供給流路の一部を形成する第１面と、第１面の反対側の第２面とを有し、保持機構は、第１面側の圧力と第２面側の圧力との差圧に応じた可撓膜の変形により動作する弁体を、第２面側からの外力による可撓膜の変形により動作させる。以上の態様によれば、第２面側からの外力によって強制的に可撓膜を変形できるので、第１面側の圧力と第２面側の圧力との差圧に関わらずに弁体を動作させることができる。したがって、差圧の影響を受けずに液体の圧力を細かく調整することができるので、液体の供給圧力の調整精度を高めることができる。

第１実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。 液体吐出部の断面図である。 インクの供給流路の構成を示す図である。 弁装置の構成を示す断面図である。 弁体が全開状態の場合の動作説明図である。 弁体が半開状態の場合の動作説明図である。 圧力調整室の空気の圧力とインクの流速との関係を示すグラフである。 ポンプの圧力と電磁弁の開度とインク供給圧力との関係を示す具体例である。 ポンプの圧力と電磁弁の開度とインク供給圧力との関係を示す他の具体例である。 第１実施形態におけるクリーニング時の制御方法のフローチャートである。 第２実施形態のインクの供給流路の構成を示す図である。 第２実施形態の弁装置の構成を示す断面図である。 第２実施形態の弁体が全開状態の場合の動作説明図である。 第２実施形態の弁体が半開状態の場合の動作説明図である。 偏心カムの回転角度とインクの流速との関係を示すグラフである。 偏心カムの回転角度とインク供給圧力の関係を示す具体例である。 第２実施形態におけるクリーニング時の制御方法のフローチャートである。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置１０の部分的な構成図である。本実施形態の液体吐出装置１０は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体１１に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。図１に示す液体吐出装置１０は、略箱状の装置本体１０２を備える。装置本体１０２内には、制御ユニット１２と搬送機構１５と液体吐出ヘッド２０とキャリッジ１８とメンテナンスユニット３０が設けられている。

装置本体１０２には、複数種のインクを別々に収容する複数の液体容器Ｃ１～Ｃ４（カートリッジ）を装着可能な装着部１４（カートリッジホルダー）が設けられている。インクは、顔料や染料等の色材を含有する液体（カラーインク）であり、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の合計４色の液体である。本実施形態の液体容器Ｃ１～Ｃ４にはそれぞれ、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクが収容される。

各液体容器Ｃ１～Ｃ４は、装着部１４に着脱可能な箱状の容器からなるインクタンクタイプのカートリッジである。なお、液体容器Ｃ１～Ｃ４は、箱状の容器に限られず、袋状の容器からなるインクパックタイプのカートリッジであってもよい。装置本体１０２内には、液体吐出ヘッド２０にインクを供給する複数の供給流路Ｓ１～Ｓ４が設けられている。本実施形態では、４つの液体容器Ｃ１～Ｃ４にそれぞれ１つずつ対応する４つの供給流路Ｓ１～Ｓ４を設けた場合を例示する。供給流路Ｓ１～Ｓ４はそれぞれ、液体容器Ｃ１～Ｃ４と液体吐出ヘッド２０とを接続し、液体容器Ｃ１～Ｃ４のインクはそれぞれ、供給流路Ｓ１～Ｓ４を介して液体吐出ヘッド２０に圧送される。

制御ユニット１２は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の制御装置１２２と半導体メモリー等の記憶装置１２４とを含んで構成され、記憶装置１２４に記憶された制御プログラムを制御装置１２２が実行することで液体吐出装置１０の各要素を統括的に制御する。図１に示すように、媒体１１に形成すべき画像を表す印刷データがホストコンピューター等の外部装置（図示略）から制御ユニット１２に供給される。制御ユニット１２は、印刷データで指定された画像が媒体１１に形成されるように液体吐出装置１０の各要素を制御する。

搬送機構１５は、制御ユニット１２による制御のもとで媒体１１をＹ方向に搬送する。液体吐出ヘッド２０は、制御ユニット１２による制御のもとで複数のノズルＮの各々からインクを媒体１１に吐出する。液体吐出ヘッド２０はキャリッジ１８に搭載される。制御ユニット１２は、Ｙ方向に交差するＸ方向にキャリッジ１８を往復させる。印刷時には、搬送機構１５による媒体１１の搬送とキャリッジ１８の反復的な往復とに並行して液体吐出ヘッド２０が媒体１１にインクを吐出することで媒体１１の表面に所望の画像が形成される。なお、Ｘ－Ｙ平面（媒体１１の表面に平行な平面）に垂直な方向をＺ方向と表記する。

液体吐出ヘッド２０は、複数の液体吐出部７０を具備する。図１では、各液体容器Ｃ１～Ｃ４に対応する４つの液体吐出部７０を、媒体１１の搬送方向であるＹ方向に直交するＸ方向に沿って配置した場合を例示する。４つの液体吐出部７０はそれぞれ、供給流路Ｓ１～Ｓ４の下流側に接続されている。液体吐出部７０の吐出面（媒体１１との対向面）には、複数のノズル列が形成される。ノズル列は、Ｙ方向に沿って直線状に配列された複数のノズルＮの集合である。なお、４つの液体吐出部７０にそれぞれノズル列を１つずつ形成した場合を例示するが、液体吐出部７０の数やノズル列の数は、図示したものに限られない。

図２は、任意の１つの液体吐出部７０についての１つのノズルＮに着目した断面図である。図２に示すように、液体吐出部７０は、流路基板７１の一方側に圧力室基板７２と振動板７３と圧電素子７４と支持体７５とが配置されるとともに他方側にノズル板７６が配置された構造体である。流路基板７１と圧力室基板７２とノズル板７６とは例えばシリコンの平板材で形成され、支持体７５は例えば樹脂材料の射出成形で形成される。複数のノズルＮはノズル板７６に形成される。

流路基板７１には、開口部７１２と分岐流路７１４と連通流路７１６とが形成される。分岐流路７１４および連通流路７１６はノズルＮごとに形成された貫通孔であり、開口部７１２は複数のノズルＮにわたり連続する開口である。支持体７５に形成された収容部７５２（凹部）と流路基板７１の開口部７１２とを相互に連通させた空間は、支持体７５の導入流路７５４を介して供給されるインクを貯留する共通液室ＳＲ（リザーバー）として機能する。

圧力室基板７２には開口部７２２がノズルＮごとに形成される。振動板７３は、圧力室基板７２のうち流路基板７１とは反対側の表面に設置された弾性変形可能な平板材である。圧力室基板７２の各開口部７２２の内側で振動板７３と流路基板７１とに挟まれた空間は、共通液室ＳＲから分岐流路７１４を介して供給されるインクが充填される圧力室（キャビティ）ＳＣとして機能する。各圧力室ＳＣは、流路基板７１の連通流路７１６を介してノズルＮに連通する。圧力室ＳＣと共通液室ＳＲと、これらを連通する開口部７１２および分岐流路７１４と、連通流路７１６とで構成される空間が、液体吐出ヘッド２０の内部空間ＳＤを構成する。

振動板７３のうち圧力室基板７２とは反対側の表面にはノズルＮごとに圧電素子７４が形成される。各圧電素子７４は、第１電極７４２と第２電極７４６との間に圧電体７４４を介在させた駆動素子（圧力発生素子）である。第１電極７４２および第２電極７４６の一方に駆動信号が供給され、所定の基準電位が他方に供給される。駆動信号の供給により圧電素子７４が変形することで振動板７３が振動すると、圧力室ＳＣ内の圧力が変動して圧力室ＳＣ内のインクがノズルＮから吐出される。具体的には、駆動信号の振幅に応じた吐出量のインクがノズルＮから吐出される。なお、圧電素子７４の構成は、上述したものに限られない。

メンテナンスユニット３０は、例えばＸ方向においてキャリッジ１８のホームポジション（待機位置）となる非印字領域Ｈに配置される。メンテナンスユニット３０は、キャリッジ１８が非印字領域Ｈにあるときに、液体吐出ヘッド２０のメンテナンス処理を行う。メンテナンスユニット３０は、制御ユニット１２によって制御されるキャッピング機構３２を備える。

キャッピング機構３２は、液体吐出ヘッド２０の吐出面をキャッピングする際に用いられる。キャッピング機構３２は、吐出面のノズルＮを封止するキャップ３２２を備える。キャップ３２２は、Ｚ方向の負側が開口した箱状に形成される。キャップ３２２の開口縁部が吐出面に接触することで、吐出面のノズルＮが封止される。キャップ３２２は、モーター（図示略）によって、吐出面に接触するＺ方向の負側または吐出面から離間するＺ方向の正側に移動可能である。

制御ユニット１２は、キャップ３２２で吐出面に接触してノズルＮを封止する。このとき、インクを加圧して供給流路Ｓ１～Ｓ４を介して液体吐出ヘッド２０に供給することで、ノズルＮから増粘インクや気泡をキャップ３２２に排出させることができる（加圧クリーニング）。これにより、ノズルＮの目詰まりや吐出不良を抑制できる。キャップ３２２に排出されたインクは、キャップ３２２に連通する流路を介して図示しない廃液タンクに廃棄される。

図３は、第１実施形態のインクの供給流路Ｓ１～Ｓ４の構成を示す図である。図３に示すように、供給流路Ｓ１～Ｓ４の上流側にはそれぞれ、液体容器Ｃ１～Ｃ４が別々に接続される。供給流路Ｓ１～Ｓ４の下流側にはそれぞれ、各液体吐出部７０が別々に接続される。液体容器Ｃ１～Ｃ４にはそれぞれ、インクを加圧して送液（圧送）するための加圧機構１４２が接続されている。本実施形態の加圧機構１４２は、空気ポンプで構成される。空気ポンプからの空気により液体容器Ｃ１～Ｃ４内が加圧されて、液体容器Ｃ１～Ｃ４内のインクがそれぞれ供給流路Ｓ１～Ｓ４を介して、対応する液体吐出部７０の導入流路７５４に圧送される。

なお、加圧機構１４２は、空気ポンプに限られず、液体容器Ｃ１～Ｃ４の下流側に設けられる送液ポンプであってもよく、液体容器Ｃ１～Ｃ４をそれぞれ昇降させて液体容器Ｃ１～Ｃ４内のインクの水頭圧を調整する昇降機構で構成してもよい。こうして、液体容器Ｃ１～Ｃ４のインクはそれぞれ、供給流路Ｓ１～Ｓ４を介して別々に各液体吐出部７０に所定の圧力に加圧されて供給される。

本実施形態の供給流路Ｓ１～Ｓ４にはそれぞれ、弁装置４０（自己封止弁）が１つずつ設けられている。供給流路Ｓ１～Ｓ４のうち弁装置４０と液体吐出部７０との間にそれぞれ、フィルターユニットＦが介在している。フィルターユニットＦには、供給流路Ｓ１～Ｓ４に混入した気泡や異物を捕集するフィルター（図示略）が設けられている。

図４は、任意の１つの弁装置４０の構成を示す断面図である。本実施形態の弁装置４０は、下流側の圧力と大気圧との差圧で動作するとともに、外力によって強制的に動作（強制動作）させることができる。各弁装置４０の構成は同様であるため、以下では供給流路Ｓ１の弁装置４０を例に挙げてその構成を説明する。

図４に示すように、供給流路Ｓ１の弁装置４０は、供給流路Ｓ１の一部を構成する上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２を備える。上流側流路Ｒ１にはインクの流入口ＤＩが設けられ、下流側流路Ｒ２にはインクの流出口ＤＯが設けられている。流入口ＤＩからは液体容器Ｃ１からのインクが流入する。流出口ＤＯにはフィルターユニットＦを介して液体吐出部７０の導入流路７５４が接続される。

弁装置４０は、弁体４７と弁座４８とバネＳｐ１とバネＳｐ２とを備える。概略的には弁座４８に対して弁体４７がＷ方向の正側および負側に移動して接離動作することによって、上流側流路Ｒ１が開閉する。すなわち、弁体４７がＷ方向の正側に移動して弁座４８に接触することで、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが遮断されて供給流路Ｓ１が閉状態となる。これに対して、弁体４７がＷ方向の負側に移動して弁座４８から離間することで、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが連通されて供給流路Ｓ１が開状態となる。

弁座４８は、支持体４２のうち上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２との間に位置する部分（凹部４２２または凹部４２４の底部）であり、可撓膜４６のうち下流側流路Ｒ２を封止する部分（可動部）に間隔をあけて対向する。弁座４８の略中央には支持体４２を貫通する貫通孔Ｋが形成される。この貫通孔Ｋは、内周面がＷ方向に平行な正円孔である。弁座４８の上流側に位置する上流側流路Ｒ１と弁座４８の下流側に位置する下流側流路Ｒ２とは弁座４８の貫通孔Ｋを介して相互に連通する。

弁体４７は上流側流路Ｒ１内に設置される。この弁体４７は、基部４７２と封止部４７４と弁軸４７６とからなる。基部４７２は、貫通孔Ｋの内径を上回る外径の円形状に成形された平板状の部分である。基部４７２の表面から弁軸４７６が同軸で垂直に突起し、平面視で弁軸４７６を囲む円環状の封止部４７４が基部４７２の表面に設置される。軸線ＯをＷ方向に向けた弁軸４７６が弁座４８の貫通孔Ｋに挿入された状態で基部４７２と封止部４７４とが上流側流路Ｒ１内に位置するように弁体４７は設置される。弁座４８の貫通孔Ｋの内周面と弁軸４７６の外周面との間には隙間が形成される。バネＳｐ１は、上流側流路Ｒ１内において支持体４２のうち弁座４８に対向する面と弁体４７の基部４７２との間に設置されて、弁体４７を弁座４８側に付勢する。他方、バネＳｐ２は、下流側流路Ｒ２内において弁座４８と受圧板４９との間に設置される。弁体４７の封止部４７４は、基部４７２と弁座４８との間に位置し、弁座４８のうち封止面Ｓ（上流側流路Ｒ１側の表面）に接触することで貫通孔Ｋを閉塞するシールとして機能する。

下流側流路Ｒ２には、大気に連通する大気圧室ＲＣが隣接して配置されている。下流側流路Ｒ２と大気圧室ＲＣとの間に可撓膜４６が介在し、可撓膜４６は下流側流路Ｒ２と大気圧室ＲＣとを区画する。可撓膜４６は、可撓性のある弾性膜であり、例えばフィルム、ゴム、繊維などで構成される。図４に示すように、下流側流路Ｒ２内の圧力が所定の範囲内に維持されている場合には、バネＳｐ２に付勢されて弁体４７の封止部４７４が弁座４８の封止面Ｓに押しつけられるので、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが遮断される。他方、液体吐出ヘッド２０によるインクの吐出や吸引に起因して下流側流路Ｒ２内の圧力が低下して所定の負圧になると、弁体４７が動作する。すなわち、バネＳｐ１およびバネＳｐ２による付勢力に対抗して弁体４７の封止部４７４が弁座４８の封止面Ｓから離間し、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが連通する。

具体的には、可撓膜４６のうち下流側流路Ｒ２の一部を形成する表面を第１面４６Ａとし、第１面４６Ａの反対側の大気圧室ＲＣ側の表面を第２面４６Ｂとすると、第１面４６Ａの圧力（大気圧）と第２面４６Ｂの圧力（負圧）との差圧に応じて可撓膜４６が変形することによって弁体４７が動作する。大気圧に対して所定の負圧になったところで弁体４７が開き、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが連通することによって供給流路Ｓ１が開く。なお、本実施形態の弁体４７は、可撓膜４６の第１面４６Ａの圧力と第２面４６Ｂの圧力との差圧によって開閉するように構成した場合を例示したが、上流側流路Ｒ１の圧力と下流側流路Ｒ２の圧力との差圧によって開閉するように構成してもよい。

本実施形態の弁装置４０では、圧力調整室ＲＶが大気圧室ＲＣに隣接して配置されている。大気圧室ＲＣと圧力調整室ＲＶとの間に弾性部材５０が介在し、弾性部材５０は大気圧室ＲＣと圧力調整室ＲＶとを区画する。弾性部材５０は、可撓性のあるゴム等の弾性材料で構成される。圧力調整室ＲＶは、気体流路口ＤＡに連通する。気体流路口ＤＡには、気体流路を介してポンプＰ（図３を参照）が接続される。本実施形態のポンプＰは、圧力調整室ＲＶの加圧可能なポンプであり、典型的には空圧ポンプで構成される。ポンプＰは、制御ユニット１２からの指示に応じて駆動する。

図３に示すように、本実施形態の気体流路は、ポンプＰが接続される共通空気流路Ａ０と、共通空気流路Ａ０から４つに分岐して各弁装置４０の気体流路口ＤＡに別々に接続される分岐空気流路Ａ１～Ａ４とからなる。分岐空気流路Ａ１～Ａ４にはそれぞれ、電磁弁Ｖ１～Ｖ４が１つずつ設けられる。電磁弁Ｖ１～Ｖ４はそれぞれ、制御ユニット１２の制御のもとに分岐空気流路Ａ１～Ａ４を別々に開閉する。共通空気流路Ａ０には、バッファー室５２が設けられる。バッファー室５２は、ポンプＰからの空気の圧力を一時的に蓄積する。

本実施形態では、ポンプＰによる空気の圧力によって圧力調整室ＲＶを加圧することで、弾性部材５０をＷ方向の負側に撓ませることができる。弾性部材５０がＷ方向の負側に撓ませることで、バネＳｐ１およびバネＳｐ２による付勢力に対抗して可撓膜４６をＷ方向の負側に変形させることができる。したがって、下流側の圧力と大気圧との差圧に関わらずに強制的に弁体４７の封止部４７４を、弁座４８の封止面Ｓから離間させることができる。

ところで、上述したように、本実施形態では、液体吐出ヘッド２０のクリーニングなどの際に、インクを加圧して供給流路Ｓ１～Ｓ４を介して液体吐出ヘッド２０に供給することで、ノズルＮから増粘インクや気泡をキャップ３２２に排出させることができる。この場合、液体吐出部７０へのインクの供給圧力を調整することで、液体吐出ヘッド２０内の流路においてインクの増粘や気泡が発生している位置に応じて最適なインクの流速になるように調整できる。例えばインクの流速が高いほど、フィルターユニットＦで捕集された気泡や異物を除去し易くなる。また、フィルターユニットＦの気泡を排出する場合よりも低い流速でも、ノズルＮの近傍の気泡や増粘インクをノズルから排出することができる。したがって、このようなノズルＮのクリーニングでのインクの流速を低下することで、無駄なインクの消費を抑制できる。この場合、加圧機構１４２で液体容器Ｃ１～Ｃ４内の圧力を調整することによって、液体吐出部７０へのインクの供給圧力を変えることもできる。

ところが、このように供給流路Ｓ１～Ｓ４の上流側でインクの圧力を調整する場合、下流側の圧力に応じて動作する弁体４７が供給流路Ｓ１～Ｓ４に設けられていると、弁体４７のレスポンスなど弁体４７の動作による供給流路Ｓ１～Ｓ４の圧力損失のばらつきの影響を受け易い。したがって、液体吐出部７０へのインクの供給圧力のばらつきが大きくなりやすいため、液体吐出部７０へのインクの供給圧力を高精度で細かく調整するのは難しい。

そこで、本実施形態では、弁体４７の下流側の圧力に応じて動作する弁体４７を、外力によって動作させることで、弁体４７の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持することによって、液体吐出部７０に供給されるインクの供給圧力を任意に調整する。これによれば、弁体４７の下流側の圧力に応じて動作する弁体４７を、外力によって強制的に動作させることができるので、供給流路Ｓ１～Ｓ４の上流側で圧力を調整する場合に比較して、圧力損失のばらつきの影響を受けにくい。したがって、液体吐出部７０に供給されるインクの圧力を細かく調整することも可能となり、インクの供給圧力の調整精度を高めることができる。

図５は、弁体４７が全開状態の場合の動作説明図であり、図６は、弁体４７が半開状態の動作説明図である。本実施形態の弁装置４０では、ポンプＰによる空気の圧力を外力として圧力調整室ＲＶで圧力を調整して弾性部材５０を撓ませる。これにより、下流側流路Ｒ２内の負圧（差圧）に関わらずに可撓膜４６を変形させて弁体４７を強制的に動作することができる。すなわち、ここでの外力による弁体４７の動作とは、下流側流路Ｒ２内の負圧（差圧）に関わらず、外力で弁体４７を強制的に開動作（強制開動作）させることである。したがって、弁装置４０のポンプＰと圧力調整室ＲＶと弾性部材５０は、弁装置４０の弁体４７の開き度合いを調整して保持する保持機構として機能する。

具体的には図５および図６に示すように、空気の圧力によって圧力調整室ＲＶを加圧することで、弾性部材５０を撓ませることで可撓膜４６をＷ方向の負側に変形させて弁体４７を開動作させることができる。この場合、ポンプＰによる空気の圧力によって圧力調整室ＲＶの圧力を調整することで、弁体４７の閉状態から全開状態までの開き度合いを調整できる。ポンプＰによる空気の圧力が大きいほど、Ｗ方向の負側への弾性部材５０の撓みが大きくなるので、可撓膜４６の変形も大きくなり、弁体４７のＷ方向の負側への移動量も大きくなる。逆にポンプＰによる空気の圧力が小さいほど、Ｗ方向の負側への弾性部材５０の撓みが小さくなるので、可撓膜４６の変形も小さくなり、弁体４７のＷ方向の負側への移動量も小さくなる。弁体４７のＷ方向の負側への移動量は、弁体４７の開き度合いに相当する。

例えば図６のポンプＰによる空気の圧力は、図５のポンプＰによる空気の圧力よりも低いので、図６の弁体４７の開き度合い（Ｗ方向の負側への移動量）ｔ’は、図５の弁体４７の開き度合い（Ｗ方向の負側への移動量）ｔよりも小さい。したがって、弁体４７の開き度合いが小さいほど、インクの圧力損失が大きくなるので、液体吐出部７０に供給されるインクの圧力が小さくなる。したがって、図６における液体吐出部７０へのインクの供給圧力は、図５における液体吐出部７０へのインクの供給圧力よりも小さい。

図７は、圧力調整室ＲＶの空気の圧力とインクの流速との関係を示すグラフである。図７は、横軸に圧力調整室ＲＶの空気の圧力をとり、縦軸にインクの流速をとっている。図７のグラフによれば、ポンプＰの圧力とインクの流速はほぼ比例していることが分かる。すなわち、ポンプＰの圧力が大きいほど、弁体４７の開き度合いも大きくなるので、液体吐出部７０へのインクの供給圧力が大きくなり、インクの流速も速くなる。

そこで、第１実施形態では、液体吐出ヘッド２０のクリーニング時において、液体吐出ヘッド２０内の流路においてインクの増粘や気泡が発生している位置に応じて、弁体４７の開き度合いを調整してインクの流速を変える。具体的には本実施形態では、図７に示すように、弁体４７の開き度合いを閉状態から全開状態まで３段階にすることで、インクの流速をＤ１、Ｄ２、Ｄ３の３つの段階に分ける場合を例示する。なお、図７では、弁体４７の開き度合いが全開状態の場合に、各液体吐出部７０へのインクの供給圧力が３０ｋＰａとなる。この場合、圧力調整室ＲＶの空気の圧力を１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａと３段階で制御することで、各液体吐出部７０に流速Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３でインクを供給できる。流速Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ではそれぞれ、各液体吐出部７０へのインクの供給圧力が１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａとなる。

したがって、液体吐出部７０へのインクの供給圧力の目標値を、１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａとする。なお、本実施形態では、弁体４７の開き度合いを３段階にした場合を例示するが、これに限られず、弁体４７の開き度合いを２段階としてもよく、４段階以上としてもよい。また、弁体４７の開き度合いをリニアに調整することもできる。なお、このように弁体４７の開き度合いを複数の段階に設定する場合やリニアに設定する場合は、弁体４７の開き度合いが任意の状態で保持される場合であり、弁体４７の移動し続けている場合の途中の状態は含まれない。

インクの供給圧力が１０ｋＰａ（流速Ｄ１）では、ノズルＮ付近の気泡や増粘インクを排出することができる。したがって、ノズルＮのクリーニングには、インクの供給圧力を２０ｋＰａ、３０ｋＰａとしなくても足りる可能性が高い。したがって、インクの供給圧力が１０ｋＰａでノズルＮのクリーニングを行うことで、インクの無駄な消費を抑制できる。

インクの供給圧力が２０ｋＰａ（流速Ｄ２）では、共通液室ＳＲに溜まった気泡や異物を排出することができる。したがって、共通液室ＳＲのクリーニングには、インクの供給圧力を３０ｋＰａまでしなくても、２０ｋＰａで十分である。したがって、インクの供給圧力が２０ｋＰａで共通液室ＳＲのクリーニングを行うことで、インクの無駄な消費を抑制できる。

インクの供給圧力が３０ｋＰａ（流速Ｄ３）では、フィルターユニットＦで捕集された気泡や異物を排出し易くすることができる。したがって、フィルターユニットＦのクリーニングには、インクの供給圧力を３０ｋＰａとすることで、フィルターユニットＦのクリーニング効果を高めることができる。

なお、インクの供給圧力が１０ｋＰａでは、ノズルＮのクリーニングが十分でない場合に、インクの供給圧力を２０ｋＰａまたは３０ｋＰａとしてクリーニングすることで、インクの供給圧力が１０ｋＰａや２０ｋＰａで除去し切れなかった気泡や増粘インクを除去できる。また、インクの供給圧力が２０ｋＰａでは、共通液室ＳＲのクリーニングが十分でない場合に、インクの供給圧力を３０ｋＰａとしてクリーニングすることで、インクの供給圧力が２０ｋＰａで除去し切れなかった気泡や増粘インクを除去できる。

本実施形態では、インクの供給圧力の目標値を１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａとし、これらの目標値に応じてポンプＰの圧力を変えることによって、弁体４７ごとの開き度合いを調整する。これによれば、ポンプＰの圧力が過多になることを抑制できるので、インクの供給圧力が目標値になるまでにかかる時間を短縮でき、ポンプＰの負担も軽減できる。

具体的には図８のケース１に示すように、ポンプＰの圧力を１０ｋＰａとして駆動し電磁弁Ｖ１～Ｖ４を全開にすることで、弁体４７の開き度合いは、全開状態の１／３となり、各液体吐出部７０へのインクの供給圧力は１０ｋＰａ（流速Ｄ１）となる。また図８のケース２に示すように、ポンプＰの圧力を２０ｋＰａとして駆動し電磁弁Ｖ１～Ｖ４を全開にすることで、弁体４７の開き度合いは、全開状態の２／３となり、各液体吐出部７０へのインクの供給圧力は２０ｋＰａ（流速Ｄ２）となる。また図８のケース３に示すように、ポンプＰの圧力を３０ｋＰａとして駆動し電磁弁Ｖ１～Ｖ４を全開にすることで、弁体４７の開き度合いは、全開状態３／３（１）となり、各液体吐出部７０へのインクの供給圧力は３０ｋＰａ（流速Ｄ３）となる。

ポンプＰによる空気圧力が上昇してインクの供給圧力が目標値になるまでにかかる時間は、インクの供給圧力が小さいほど短くなる。図８の具体例では、インクの供給圧力が目標値になるまでにかかる時間は、インクの供給圧力は３０ｋＰａ、２０ｋＰａ、１０ｋＰａの順に短くなる。したがって、例えば上述したようなノズルＮのクリーニングにおいて、インクの供給圧力の目標値を２０ｋＰａよりも小さい１０ｋＰａとすることで、クリーニング時間を短縮でき、ポンプＰの負担も軽減できる。

なお、図３に示すように、本実施形態のポンプＰには共通空気流路Ａ０が接続され、共通空気流路Ａ０からは弁体４７にそれぞれ対応する分岐空気流路Ａ１～Ａ４が分岐し、分岐空気流路Ａ１～Ａ４ごとに電磁弁Ｖ１～Ｖ４が設けられるから、電磁弁Ｖ１～Ｖ４によって分岐空気流路Ａ１～Ａ４ごとにポンプＰによる圧力を調整することによって各弁体４７の開き度合いを別々に調整できる。これによれば、本実施形態のポンプＰとして、圧力の精度が低い低性能のポンプを用いても、弁体４７の開き度合いを調整できるので、インクの供給圧力の調整精度を高めることができる。

例えばポンプＰの圧力を２０ｋＰａにすると、弁体４７の開き度合いが全開状態で２０ｋＰａとなる。この場合、図９のケース４に示すように、電磁弁Ｖ１の開度のみを１／２とし、その他の電磁弁Ｖ２～Ｖ４の開度を０（閉状態）とすることで、供給流路Ｓ１の弁体４７の開き度合いだけ１／２にすることができる。これにより、供給流路Ｓ１から液体吐出部７０へのインクの供給圧力だけを１０ｋＰａにすることができる。このように、任意の弁体４７の開き度合いを調整することで、任意の供給流路Ｓ１から液体吐出部７０へのインクの供給圧力を調整できる。

また、図９のケース５では、電磁弁Ｖ１の開度を１／２とし、その他の電磁弁Ｖ２～Ｖ４の開度を１（全開状態）とする。これにより、供給流路Ｓ１の弁体４７の開き度合いを全開状態の１／２とし、他の供給流路Ｓ２～Ｓ４の弁体４７の開き度合いを全開状態にすることができる。したがって、供給流路Ｓ１からのインクの供給圧力を１０ｋＰａにし、他の供給流路Ｓ２～Ｓ４からのインクの供給圧力を２０ｋＰａにすることができる。このように、供給流路Ｓ１～Ｓ４ごとに弁体４７の開き度合いを変えることができるので、供給流路Ｓ１～Ｓ４ごとに液体吐出部７０へのインクの供給圧力を変えることもできる。

他方、ポンプＰの圧力を３０ｋＰａにすると、弁体４７の開き度合いが全開状態で３０ｋＰａとなる。この場合、図９のケース６に示すように、電磁弁Ｖ１の開度のみを１／３とし、その他の電磁弁Ｖ２～Ｖ４の開度を０（閉状態）とすることで、供給流路Ｓ１の弁体４７の開き度合いだけを全開状態の１／３にすることができる。これにより、供給流路Ｓ１から液体吐出部７０へのインクの供給圧力だけを１０ｋＰａにすることができる。図９のケース６のように、ポンプＰの圧力をケース４での２０ｋＰａよりも高い３０ｋＰａとしても、電磁弁Ｖ１の開度を１／３にすることで、供給流路Ｓ１から液体吐出部７０へのインクの供給圧力を同じ１０ｋＰａにすることができる。

また、図９のケース７では、電磁弁Ｖ１の開度を１／３とし、電磁弁Ｖ２の開度を２／３とし、電磁弁Ｖ３、Ｖ４の開度を１（全開状態）とする。これにより、供給流路Ｓ１の弁体４７の開き度合いを全開状態の１／３とし、供給流路Ｓ２の弁体４７の開き度合いを全開状態の２／３とし、供給流路Ｓ３、Ｓ４の弁体４７の開き度合いを１（全開状態）とすることができる。したがって、供給流路Ｓ１からのインクの供給圧力を１０ｋＰａにし、供給流路Ｓ２からのインクの供給圧力を２０ｋＰａにし、供給流路Ｓ３、Ｓ４からのインクの供給圧力を３０ｋＰａにすることができる。このように、ポンプＰの圧力を３０ｋＰａにすることで、電磁弁Ｖ１～Ｖ４の開度を調整することで、各圧力調整室ＲＶにかかるポンプＰの圧力を１０ｋＰａ～３０ｋＰａまで変えることができる。

次に、第１実施形態の液体吐出ヘッド２０のクリーニング時における液体吐出装置１０の制御方法について説明する。液体吐出ヘッド２０をクリーニングは、定期的に行われるようにしてもよく、図示しない操作パネルからの使用者の指示よって行われるようにしてもよい。図１０は、第１実施形態の液体吐出ヘッド２０のクリーニング時の制御方法を示すフローチャートである。図１０では、液体容器Ｃ１～Ｃ４のインクを加圧機構１４２で加圧して供給流路Ｓ１～Ｓ４に供給する制御装置１２２による制御を第１制御とし、弁体４７の下流側の圧力に応じて動作する弁体４７を、ポンプＰでの外力によって動作させることで、弁体４７の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持する制御装置１２２による制御を第２制御とする。ここでは、図７に示す具体例のように、インクの供給圧力の目標値を１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａの３段階とする。

図１０に示すように、先ず制御装置１２２は、ステップＳ１１にて各供給流路Ｓ１～Ｓ４のインクの供給圧力の目標値を取得する。インクの供給圧力の目標値は、クリーニングの場所から選択される。ノズルＮのクリーニングでは、インクの供給圧力の目標値を１０ｋＰａとし、共通液室ＳＲのクリーニングでは、インクの供給圧力の目標値を２０ｋＰａとし、フィルターユニットＦのクリーニングでは、インクの供給圧力の目標値を３０ｋＰａとする。クリーニングの場所としては、図示しない操作パネルから使用者が選択したものを取得してよく、また図示しない検出器でクリーニングすべき場所を検出したものを取得してもよい。

次に制御装置１２２は、ステップＳ１２にてポンプＰの圧力を設定する。ポンプＰの圧力は、図７に示すように１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａから選択される。制御装置１２２は、ステップＳ１１で取得した各供給流路Ｓ１～Ｓ４のインクの供給圧力の目標値に基づいてポンプＰの圧力を設定する。具体的には、制御装置１２２は、各供給流路Ｓ１～Ｓ４のインクの供給圧力の目標値のうち、目標値の最大値が３０ｋＰａである場合は、ポンプＰの圧力を３０ｋＰａとし、目標値の最大値が２０ｋＰａである場合は、ポンプＰの圧力を２０ｋＰａとし、目標値の最大値が１０ｋＰａである場合は、ポンプＰの圧力を１０ｋＰａとする。このように、インクの供給圧力の目標値に応じてポンプＰの圧力を変えることによって、ポンプＰの圧力が過多になることを抑制できるので、インクの供給圧力が目標値になるまでにかかる時間を短縮でき、ポンプＰの負担も軽減できる。

続いて制御装置１２２は、ステップＳ１３にて各電磁弁Ｖ１～Ｖ４の開度を設定する。各電磁弁Ｖ１～Ｖ４の開度は、ステップＳ１１で取得した各供給流路Ｓ１～Ｓ４のインクの供給圧力の目標値とステップＳ１２で取得したポンプＰの圧力に基づいて設定される。具体的には例えば図８のケース７に示すように、ポンプＰの圧力が３０ｋＰａであり、各供給流路Ｓ１～Ｓ４のインクの供給圧力の目標値が１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａ、３０ｋＰａである場合、制御装置１２２は各電磁弁Ｖ１～Ｖ４の開度を１／３、２／３、１（全開状態）、１（全開状態）とする。このように、電磁弁Ｖ１～Ｖ４によって分岐空気流路Ａ１～Ａ４ごとにポンプＰによる圧力を調整することによって各弁体４７の開き度合いを別々に調整できる。これによれば、本実施形態のポンプＰとして、圧力の精度が低い低性能のポンプを用いても、弁体４７の開き度合いを調整できるので、インクの供給圧力の調整精度を高めることができる。

次に制御装置１２２は、ステップＳ１４にて第１制御および第２制御を実行することによってクリーニングを実行する。具体的にはキャリッジ１８が非印字領域Ｈに移動した状態で、液体吐出ヘッド２０の吐出面にキャップ３２２を接触させてノズルＮを封止する。そして、第１制御および第２制御を実行することによって、ノズルＮから増粘インクや気泡をキャップ３２２に排出させる。第１制御では、液体容器Ｃ１～Ｃ４のインクを加圧機構１４２で加圧して供給流路Ｓ１～Ｓ４に供給する。第２制御では、ステップＳ１２で設定されたポンプＰの圧力でポンプＰを駆動し、ステップＳ１３で設定された開度で電磁弁Ｖ１～Ｖ４を制御する。これにより、弁体４７の下流側の圧力に応じて動作する弁体４７を、電磁弁Ｖ１～Ｖ４の開度で調整されたポンプＰの圧力によって動作させることで、弁体４７の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持する。

次に制御装置１２２は、ステップＳ１５にて所定時間が経過したか否かを判断する。制御装置１２２は、ステップＳ１５にて所定時間が経過したと判断していないと判断した場合は、所定時間が経過するまでクリーニングを実行し、ステップＳ１５にて所定時間が経過したと判断した判断した場合は、ポンプＰを停止し、液体吐出ヘッド２０の吐出面からキャップ３２２を離間させてクリーニングを終了する。

このように、本実施形態によれば、供給流路Ｓ１～Ｓ４ごとに第１制御および第２制御を行うから、供給流路Ｓ１～Ｓ４ごとにインクの供給圧力を高精度で細かく調整できる。また、弁体４７ごとの第２制御を並行して行うから、時間をずらして弁体４７ごとの第２制御をシリアルに行う場合に比較して、複数の弁体４７の第２制御にかかる時間を短縮できる。

なお、図３に示すように、本実施形態の共通空気流路Ａ０には、バッファー室５２が設けられているので、バッファー室５２に蓄積した空気の圧力で弁体４７の開き度合いを調整することができる。具体的には例えば上述した第２制御には、電磁弁Ｖ１～Ｖ４を閉じてポンプＰを駆動することによって、バッファー室５２に空気の圧力を蓄積する工程と、電磁弁Ｖ１～Ｖ４を開いてバッファー室５２に蓄積した空気の圧力で弁体４７の開き度合いを調整する工程と、が含まれるむようにしてもよい。これによれば、バッファー室５２に蓄積した空気の圧力で弁体４７の開き度合いを調整できるから、本実施形態のポンプＰとして、圧力が低い低性能のポンプを用いても、弁体４７の開き度合いを調整できるので、インクの供給圧力の調整精度を高めることができる。

また、本実施形態の弁装置４０では、可撓膜４６の第２面４６Ｂ側からポンプＰによる外力によって強制的に可撓膜４６を変形できるので、第１面４６Ａ側の圧力と第２面４６Ｂ側の圧力との差圧に関わらずに弁体４７を動作させることができる。したがって、差圧の影響を受けずにインクの圧力を細かく調整できるので、インクの供給圧力の調整精度を高めることができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。第１実施形態では、弁装置４０の弁体４７の開き度合いを調整して保持する保持機構として、弁体４７を強制的に動作する外力の例示であるポンプＰの圧力を利用した場合を例示したが、第２実施形態では、弁体４７を強制的に動作する外力の例示である偏心カム５４を外力として利用した場合を例示する。

図１１は、第２実施形態のインクの供給流路Ｓ１～Ｓ４の構成を示す図であり、図３に対応する。図１２は、第２実施形態における弁装置４０の任意の１つの構成を示す断面図であり、図４に対応する。図１２の弁装置４０は、大気圧室ＲＣに偏心カム５４が設けられる。偏心カム５４は、受圧板４９に対向するように配置される。偏心カム５４は、Ｗ方向に垂直な方向に差し渡されて回転駆動される駆動ロッド５５に対して、偏心して取り付けられている。各偏心カム５４はそれぞれ、図１１に示すモーターＭ１～Ｍ４によって駆動する。モーターＭ１～Ｍ４は、制御装置１２２によって回転制御される。

偏心カム５４は、駆動ロッド５５により回転し、受圧板４９を上流側流路Ｒ１側に押圧する動作を行う。この動作によって、可撓膜４６も同方向に変位され、弁体４７がＷ方向の負側に押し下げられて開状態となる（図１３の実線で示す状態）。これによれば、弁体４７の下流側の圧力に関わらず、強制的に弁体４７を動作することができる。

したがって、本実施形態の偏心カム５４によっても、弁体４７の下流側の圧力に応じて動作する弁体４７を、外力によって動作させることで、弁体４７の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持することができる。これにより、液体吐出部７０に供給されるインクの供給圧力を任意に調整することができる。

図１３は、第２実施形態の弁体４７が全開状態の場合の動作説明図であり、図１４は、第２実施形態の弁体４７が半開状態の動作説明図である。第２実施形態の弁装置４０では、モーターＭ１～Ｍ４で回転させた各偏心カム５４を外力として可撓膜４６を変形させて弁体４７を強制的に動作することができる。したがって、各偏心カム５４とモーターＭ１～Ｍ４は、弁装置４０の弁体４７の開き度合いを調整して保持する保持機構として機能する。

具体的には図１３および図１４に示すように、偏心カム５４を回転させることで可撓膜４６をＷ方向の負側に変形させて弁体４７を開動作させることができる。この場合、偏心カム５４の回転角度を調整することで、弁体４７の閉状態から全開状態までの開き度合いを調整できる。偏心カム５４の回転角度によって、可撓膜４６の変形量を変えることができるので、弁体４７のＷ方向の負側への移動量、すなわち弁体４７の開き度合いを変えることができる。

例えば図１４の偏心カム５４の回転角度による弁体４７のＷ方向の負側への移動量は、図１３の偏心カム５４の回転角度による弁体４７のＷ方向の負側への移動量よりも少ないので、図１４の弁体４７の開き度合い（Ｗ方向の負側への移動量）ｔ’は、図１３の弁体４７の開き度合い（Ｗ方向の負側への移動量）ｔよりも小さい。したがって、弁体４７の開き度合いが小さいほど、インクの圧力損失が大きくなるので、液体吐出部７０に供給されるインクの圧力が小さくなる。したがって、図１４における液体吐出部７０へのインクの供給圧力は、図１３における液体吐出部７０へのインクの供給圧力よりも小さい。

図１５は、偏心カム５４の回転角度とインクの流速との関係を示すグラフであり、図７に対応する。図１５は、横軸に偏心カム５４の回転角度をとり、縦軸にインクの流速をとっている。図１５では、弁体４７の開き度合いが全開状態のときの偏心カム５４の回転角度を１とする。したがって、偏心カム５４の回転角度が１／３では、弁体４７の開き度合いが全開状態の１／３となる。偏心カム５４の回転角度が２／３では、弁体４７の開き度合いが全開状態の２／３となる。図１５のグラフによれば、偏心カム５４の回転角度とインクの流速はほぼ比例していることが分かる。すなわち、偏心カム５４の回転角度によって、弁体４７の開き度合いを変えることができるので、液体吐出部７０へのインクの供給圧力が変わり、インクの流速も変えることができる。

このような第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、液体吐出ヘッド２０のクリーニング時において、液体吐出ヘッド２０内の流路においてインクの増粘や気泡が発生している位置に応じて、弁体４７の開き度合いを調整してインクの流速を変えることができる。具体的には第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、弁体４７の開き度合いを閉状態から全開状態まで３段階にすることで、インクの流速をＤ１、Ｄ２、Ｄ３の３つの段階に分ける場合を例示し、液体吐出部７０へのインクの供給圧力の目標値を、１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａとすることができる。

第２実施形態でも、インクの供給圧力の目標値を１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａとし、これらの目標値に応じて偏心カム５４の回転角度を変えることによって、弁体４７ごとの開き度合いを調整できる。具体的には図１６のケース１に示すように、供給流路Ｓ１の弁装置４０について偏心カム５４だけ回転角度１／３とし、その他の弁装置４０の偏心カムの回転角度を０とすることで、供給流路Ｓ１の弁体４７の開き度合いだけ１／３にすることができる。これにより、図１６のケース１によっても。図９のケース１およびケース７と同様に、供給流路Ｓ１から液体吐出部７０へのインクの供給圧力だけを１０ｋＰａにすることができる。このように、任意の弁体４７の開き度合いを調整することで、任意の供給流路Ｓ１から液体吐出部７０へのインクの供給圧力を調整できる。

また、図１６のケース２では、供給流路Ｓ１の弁装置４０について偏心カム５４を回転角度１／３とし、供給流路Ｓ２の弁装置４０について偏心カム５４を回転角度２／３とし、供給流路Ｓ３、Ｓ４の弁装置４０について偏心カム５４を回転角度１（全開状態）とする。これにより、図１６のケース２によっても。図９のケース７と同様に、供給流路Ｓ１の弁体４７の開き度合いを全開状態の１／３とし、供給流路Ｓ２の弁体４７の開き度合いを全開状態の２／３とし、供給流路Ｓ３、Ｓ４の弁体４７の開き度合いを１（全開状態）とすることができる。したがって、供給流路Ｓ１からのインクの供給圧力を１０ｋＰａにし、供給流路Ｓ２からのインクの供給圧力を２０ｋＰａにし、供給流路Ｓ３、Ｓ４からのインクの供給圧力を３０ｋＰａにすることができる。

次に、第２実施形態による液体吐出ヘッド２０のクリーニング時における液体吐出装置１０の制御方法について説明する。第２実施形態においても、液体吐出ヘッド２０をクリーニングは、定期的に行われるようにしてもよく、図示しない操作パネルからの使用者の指示よって行われるようにしてもよい。図１７は、第２実施形態の液体吐出ヘッド２０のクリーニング時の制御方法を示すフローチャートである。図１７では、液体容器Ｃ１～Ｃ４のインクを加圧機構１４２で加圧して供給流路Ｓ１～Ｓ４に供給する制御装置１２２による制御を第１制御とし、弁体４７の下流側の圧力に応じて動作する弁体４７を、偏心カム５４による外力によって動作させることで、弁体４７の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持する制御装置１２２による制御を第２制御とする。ここでは、図１５に示す具体例のように、インクの供給圧力の目標値を１０ｋＰａ、２０ｋＰａ、３０ｋＰａの３段階とする。

図１７に示すように、先ず制御装置１２２は、ステップＳ２１にて各供給流路Ｓ１～Ｓ４のインクの供給圧力の目標値を取得する。ステップＳ２１は、図１０のステップＳ１１と同様であるため、詳細な説明を省略する。続いて、制御装置１２２は、ステップＳ２２にて偏心カム５４の回転角度を設定する。偏心カム５４の回転角度は、図１５に示すように１／３、２／３、１から選択される。制御装置１２２は、ステップＳ２１で取得した各供給流路Ｓ１～Ｓ４のインクの供給圧力の目標値に基づいて偏心カム５４の回転角度を設定する。具体的には、制御装置１２２は、各供給流路Ｓ１～Ｓ４のインクの供給圧力の目標値のうち、目標値が３０ｋＰａの場合は、偏心カム５４の回転角度を１とし、目標値が２０ｋＰａの場合は、偏心カム５４の回転角度を２／３とし、目標値が１０ｋＰａの場合は、偏心カム５４の回転角度を１／３とする。

次に制御装置１２２は、ステップＳ２３にて第１制御および第２制御を実行することによってクリーニングを実行する。具体的にはキャリッジ１８が非印字領域Ｈに移動した状態で、液体吐出ヘッド２０の吐出面にキャップ３２２を接触させてノズルＮを封止する。そして、第１制御および第２制御を実行することによって、ノズルＮから増粘インクや気泡をキャップ３２２に排出させる。第１制御では、液体容器Ｃ１～Ｃ４のインクを加圧機構１４２で加圧して供給流路Ｓ１～Ｓ４に供給する。第２制御では、ステップＳ２２で設定された回転角度まで偏心カム５４を回転しその回転角度を保持する。これにより、弁体４７の下流側の圧力に応じて動作する弁体４７を、偏心カム５４によって弁体４７の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持する。

次に制御装置１２２は、ステップＳ２４にて所定時間が経過したか否かを判断する。制御装置１２２は、ステップＳ２４にて所定時間が経過したと判断していないと判断した場合は、所定時間が経過するまでクリーニングを実行し、ステップＳ２４にて所定時間が経過したと判断した判断した場合は、偏心カム５４を元の位置（閉状態）に戻し、液体吐出ヘッド２０の吐出面からキャップ３２２を離間させてクリーニングを終了する。

以上説明した第２実施形態によれば、インクの供給圧力の目標値に応じて偏心カム５４の回転角度を変えるだけで、弁体４７の開き度合いを調整できる。このように、偏心カム５４によれば、回転角度を任意の位置で止めることで、弁体４７の開き度合いを任意に調整して保持できるので、ポンプＰの圧力を利用する場合よりも、弁体４７の開き度合いを調整しやすく、その開き度合いを保持しやすい。

なお、上述した第１実施形態および第２実施形態では、弁体４７の開き度合いの調整によるインクの供給圧力の調整を、クリーニング時に行う場合を例示したが、これに限られず、印刷時に行ってもよく、印刷待機時に行うようにしてもよい。また、クリーニング時と印刷時とで弁体４７の開き度合いを変えてインクの供給圧力を調整してもよい。

＜変形例＞
以上に例示した態様および実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示や上述の態様から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）上述した実施形態では、液体吐出ヘッド２０を搭載したキャリッジ１８をＸ方向に沿って反復的に往復させるシリアルヘッドを例示したが、液体吐出ヘッド２０を媒体１１の全幅にわたり配列したラインヘッドにも本発明を適用可能である。

（２）上述した実施形態では、圧力室に機械的な振動を付与する圧電素子を利用した圧電方式の液体吐出ヘッド２０を例示したが、加熱により圧力室の内部に気泡を発生させる発熱素子を利用した熱方式の液体吐出ヘッドを採用することも可能である。

（３）上述した実施形態で例示した液体吐出装置１０は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置１０の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等を形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、液体の一種として生体有機物の溶液を吐出するチップ製造装置としても利用される。

１０…液体吐出装置、１０２…装置本体、１１…媒体、１２…制御ユニット、１２２…制御装置、１２４…記憶装置、１４…装着部、１４２…加圧機構、１５…搬送機構、１８…キャリッジ、２０…液体吐出ヘッド、３０…メンテナンスユニット、３２…キャッピング機構、３２２…キャップ、４０…弁装置、４２…支持体、４２２…凹部、４２４…凹部、４６…可撓膜、４６Ａ…第１面、４６Ｂ…第２面、４７…弁体、４７２…基部、４７４…封止部、４７６…弁軸、４８…弁座、４９…受圧板、５０…弾性部材、５２…バッファー室、５４…偏心カム、５５…駆動ロッド、７０…液体吐出部、７１…流路基板、７１２…開口部、７１４…分岐流路、７１６…連通流路、７２…圧力室基板、７２２…開口部、７３…振動板、７４…圧電素子、７４２…第１電極、７４４…圧電体、７４６…第２電極、７５…支持体、７５２…収容部、７５４…導入流路、７６…ノズル板、Ａ０…共通空気流路、Ａ１～Ａ４…分岐空気流路、Ｃ１～Ｃ４…液体容器、Ｖ１～Ｖ４…電磁弁、Ｍ１～Ｍ４…モーター、ＤＡ…気体流路口、ＤＩ…流入口、ＤＯ…流出口、Ｆ…フィルターユニット、Ｈ…非印字領域、Ｋ…貫通孔、Ｎ…ノズル、Ｏ…軸線、Ｐ…ポンプ、Ｒ１…上流側流路、Ｒ２…下流側流路、ＲＣ…大気圧室、ＲＶ…圧力調整室、Ｓ…封止面、Ｓｐ１…バネ、Ｓｐ２…バネ、Ｓ１～Ｓ４…供給流路、ＳＣ…圧力室、ＳＤ…内部空間、ＳＲ…共通液室。

Claims (4)

1. 液体吐出装置の制御方法であって、
   前記液体吐出装置は、
   複数の供給流路から供給される液体をノズルから吐出する液体吐出部と、
   前記供給流路ごとに１つずつ設けられ、前記供給流路を開閉する弁体と、を具備し、
   液体を加圧して前記供給流路に供給する第１制御と、
   前記弁体の下流側の圧力に応じて動作する前記弁体を、外力によって動作させることで、前記弁体の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持する第２制御と、を有し、
   前記供給流路ごとに前記第１制御および前記第２制御を行い、
   前記第２制御における外力は、ポンプによる空気の圧力であり、
   前記ポンプには共通空気流路が接続され、前記共通空気流路からは前記弁体にそれぞれ対応する分岐空気流路が分岐し、前記分岐空気流路ごとに電磁弁が設けられ、
   前記第２制御では、液体の供給圧力の目標値に応じて前記電磁弁によって前記分岐空気流路ごとに前記ポンプによる圧力を調整することによって前記弁体の開き度合いを調整する
   液体吐出装置の制御方法。
   
2. 前記共通空気流路には、バッファー室が設けられ、
   前記第２制御は、
   前記電磁弁を閉じて前記ポンプを駆動することによって、前記バッファー室に空気の圧力を蓄積する工程と、
   前記電磁弁を開いて前記バッファー室に蓄積した空気の圧力で前記弁体の開き度合いを調整する工程と、を含む
   請求項１に記載の液体吐出装置の制御方法。
   
3. 複数の供給流路から供給される液体をノズルから吐出する液体吐出部と、
   前記供給流路ごとに１つずつ設けられ、前記供給流路を開閉する弁体と、
   液体を加圧して前記供給流路に供給する加圧機構と、
   前記弁体の下流側の圧力に応じて動作する前記弁体を、外力によって動作させることで、前記供給流路ごとに前記弁体の閉状態から全開状態までの開き度合いを任意に調整して保持する保持機構と、を備え、
   前記外力は、前記保持機構が備えるポンプによる空気の圧力であり、
   前記ポンプには共通空気流路が接続され、前記共通空気流路からは前記弁体ごとに対応する分岐空気流路が分岐し、前記分岐空気流路ごとに電磁弁が設けられ、
   前記保持機構は、液体の供給圧力の目標値に応じて前記電磁弁によって前記分岐空気流路ごとに前記ポンプによる圧力を調整することによって前記弁体ごとの開き度合いを調整する液体吐出装置。
   
4. 前記共通空気流路は、前記ポンプからの空気の圧力を一時的に蓄積するバッファー室を備える
   請求項３に記載の液体吐出装置。
   

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