JP7287114B2 - 液体噴射システム - Google Patents

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと供給流路と回収流路とを有し、液体噴射ヘッド内の液体を循環させる液体噴射システムに関し、特に液体としてインクを噴射するインクジェット式記録システムに関する。

液体を噴射する液体噴射ヘッドでは、例えば、インクに含まれる気泡を排出するためや、インクの増粘を抑制するため、インクに含まれる成分が沈降するのを抑制するために、液体噴射ヘッド内のインクを循環するようにした液体噴射システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような液体噴射システムでは、インクの圧力を検出して、検出結果に基づいてポンプを制御することによって循環系の圧力を制御している。

特開２０１３－１０７４０３号公報

しかしながら、特許文献１のように、インクの圧力を検出して、検出結果に基づいてポンプを制御する場合、ポンプの脈動のような圧力変動に追従した制御は困難であるという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録システムに限定されず、インク以外の液体に対応する液体噴射システムにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、圧力変動に対応した圧力制御を行うことができる液体噴射システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、前記ノズルに連通する供給流路と、前記ノズルに連通する回収流路と、を備え、前記供給流路と前記回収流路を通じて前記液体噴射ヘッド内に液体を循環させる液体噴射システムであって、前記供給流路は、加圧手段と、前記ノズルと前記加圧手段との間に設けられた第１のバッファー機構と、を有し、前記回収流路は、減圧手段と、前記ノズルと前記減圧手段との間に設けられた第２のバッファー機構と、を有し、前記第１のバッファー機構は、前記供給流路が加圧されるほどバッファー容量を増大させるように構成され、前記第２のバッファー機構は、前記回収流路が減圧されるほどバッファー容量を減少させるように構成されることを特徴とする液体噴射システムにある。

記録システムを示すブロック図である。 記録ヘッドを示す断面図である。 第１のバッファー機構を示す断面図である。 第１のバッファー機構を示す断面図である。 第２のバッファー機構を示す断面図である。 第２のバッファー機構を示す断面図である。 供給流路、回収流路及びノズル内の圧力を表すグラフである。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図においてＸ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向とする。各図の矢印が向かう方向を正（＋）方向、矢印の反対方向を負（－）方向として説明する。また、Ｚ方向が第１軸方向に相当し、Ｘ方向が第２軸方向に相当し、Ｙ方向が第３軸方向に相当する。さらに、Ｘ方向、Ｙ方向又はＺ方向に見るとは、Ｘ方向、Ｙ方向又はＺ方向からの平面視のことである。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射システムの一例であるインクジェット式記録システムの概略構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の液体噴射システムの一例であるインクジェット式記録システム（以下、単に記録システムとも言う）は、インクジェット式記録ヘッド１（以下、単に記録ヘッド１とも言う）と、インクタンク２と、供給流路３と、回収流路４と、を具備する。

記録ヘッド１は、詳しくは後述するが、液体であるインクをインク滴として噴射する複数のノズルとノズルに連通する流路を有する。

インクタンク２は、記録ヘッド１に供給するインクが貯留されたものである。

供給流路３は、インクタンク２からのインクを記録ヘッド１に供給する流路であり、本実施形態では、例えば、可撓性チューブなどの管状部材で構成されている。

また、供給流路３は、加圧手段５と、ノズルと加圧手段５との間に設けられた第１のバッファー機構６と、を有する。

加圧手段５は、インクタンク２のインクを記録ヘッド１に圧送するための手段であり、加圧ポンプ５Ａと制御部５Ｂとを具備する。

制御部５Ｂは、加圧ポンプ５Ａの動作を制御、すなわち、加圧ポンプ５Ａによるインクを供給及び加圧ポンプ５Ａによるインクの供給の停止を制御する。制御部５Ｂは、例えば、加圧ポンプ５Ａへの電力を供給又は停止するスイッチング素子とスイッチング素子を制御するスイッチング制御部とで構成されている。このような制御部５Ｂは、詳しくは後述するが、第１のバッファー機構６のバッファー容量を検出する第１のセンサー６８からの検出信号に基づいて加圧ポンプ５Ａの動作を制御する。

このような加圧手段５によって供給流路３の下流側、すなわち、第１のバッファー機構６と接続されている側に正圧を発生させることで、インクタンク２から第１のバッファー機構６を介して記録ヘッド１にインクが供給される。なお、特に図示していないが、加圧ポンプ５Ａと第１のバッファー機構６との間の供給流路３には、加圧ポンプ５Ａから第１のバッファー機構６に向かうインクの流れのみを許容する逆止弁が設けられている。

第１のバッファー機構６は、供給流路３と接続された第１のバッファー室６１Ａを有し、第１のバッファー室６１Ａの容積であるバッファー容量を可変させることで、加圧手段５による圧力を調整して、インクタンク２のインクが記録ヘッド１に所定の圧力で供給されるようにするものである。第１のバッファー機構６については詳しくは後述する。

回収流路４は、記録ヘッド１からのインクをインクタンク２に回収するための流路であり、本実施形態では、例えば、可撓性チューブなどの管状部材で構成されている。

また、回収流路４は、減圧手段７とノズルと減圧手段７との間に設けられた第２のバッファー機構８と、を有する。

減圧手段７は、記録ヘッド１のインクをインクタンクに圧送するための手段であり、真空ポンプなどの減圧ポンプ７Ａと制御部７Ｂとを具備する。

制御部７Ｂは、減圧ポンプ７Ａの動作を制御、すなわち、減圧ポンプ７Ａによるインクの吸引及び減圧ポンプ７Ａによるインクの吸引の停止を制御する。制御部７Ｂは、例えば、減圧ポンプ７Ａへの電力を供給又は停止するスイッチング素子とスイッチング素子を制御するスイッチング制御部とで構成されている。このような制御部７Ｂは、詳しくは後述するが、第２のバッファー機構８のバッファー容量を検出する第２のセンサー８８からの検出信号に基づいて減圧ポンプ７Ａの動作を制御する。なお、加圧手段５を制御する制御部５Ｂと減圧手段７を制御する制御部７Ｂとは、本実施形態のように加圧ポンプ５Ａ及び減圧ポンプ７Ａを個別に制御するものを複数設けることもできるし、加圧ポンプ５Ａ及び減圧ポンプ７Ａを総合的に制御するものを設けることもできる。

このような減圧手段７によって回収流路４の上流側、すなわち、第２のバッファー機構８と接続されている側に負圧を発生させることで記録ヘッド１からインクタンク２にインクが回収される。なお、特に図示していないが、減圧ポンプ７Ａと第２のバッファー機構８との間の回収流路４には、第２のバッファー機構８から減圧ポンプ７Ａに向かうインクの流れのみを許容する逆止弁が設けられている。

第２のバッファー機構８は、回収流路４と接続された第２のバッファー室８１Ａを有し、第２のバッファー室８１Ａの容積であるバッファー容量Ｃ２を可変させることで、減圧手段７による圧力を調整して、記録ヘッド１のインクを所定の圧力でインクタンクに回収されるようにするものである。

ここで、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１について図２を参照して説明する。

図２に示すように、記録ヘッド１を構成する流路形成基板１１１は、ステンレス鋼やニッケル（Ｎｉ）などの金属、ＺｒＯ_２あるいはＡＬ_２Ｏ_３を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、ＭｇＯ、ＬａＡｌＯ_３のような酸化物などを用いることができる。本実施形態では、流路形成基板１１１は、シリコン基板からなる。この流路形成基板１１１には、一方面側から異方性エッチングすることにより複数の隔壁によって区画された複数の圧力発生室１１２がＸ方向に沿って並設されている。

流路形成基板１１１の－Ｚ側の面には、振動板１５０が形成されている。本実施形態では、振動板１５０として、流路形成基板１１１側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜１５３と、弾性膜１５３上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜１５４と、を設けるようにした。

流路形成基板１１１の振動板１５０上には、第１電極１６０と圧電体層１７０と第２電極１８０とを有する圧電アクチュエーター３００が設けられている。本実施形態では、圧電アクチュエーター３００が、圧力発生室１１２内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段となっている。

第１電極１６０は、振動板１５０の－Ｚ側の表面に設けられている。第１電極１６０は、圧力発生室１１２毎に切り分けてあり、圧電アクチュエーター３００の実質的な駆動部である活性部毎に独立する個別電極を構成する。

圧電体層１７０は、第１電極１６０上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ＡＢＯ_３で示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、鉛を含む鉛系圧電材料や鉛を含まない非鉛系圧電材料などを用いることができる。

第２電極１８０は、圧電体層１７０の－Ｚ側の表面に設けられている。第２電極１８０は、複数の圧力発生室１１２に亘って連続して設けられており、複数の活性部に共通する共通電極を構成する。

圧電アクチュエーター３００の第１電極１６０からは、引き出し配線である個別配線１９１が引き出されている。また、第２電極１８０からは、引き出し配線である共通配線（図示せず）が引き出されている。そして、これら個別配線１９１及び共通配線には、フレキシブルケーブル１２０が接続されている。フレキシブルケーブル１２０は、可撓性を有する配線基板であって、本実施形態では、半導体素子である駆動回路１２１が実装されている。

流路形成基板１１１の－Ｚ側の面には、流路形成基板１１１と略同じ大きさを有する保護基板１３０が接合されている。保護基板１３０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部１３１を有する。また、保護基板１３０には、Ｚ方向に貫通する貫通孔１３２が設けられている。そして、圧電アクチュエーター３００の第１電極１６０から引き出された個別配線１９１と第２電極１８０から引き出された共通配線の端部は、この貫通孔１３２内に露出するように延設されており、貫通孔１３２内でフレキシブルケーブル１２０と電気的に接続されている。

一方、流路形成基板１１１の＋Ｚ方向の面には、連通板１１５とノズルプレート１２５とが順次積層されている。

ノズルプレート１２５には、インク滴が吐出されるノズル１２６が設けられている。このノズルプレート１２５のノズル１２６は、連通板１１５に設けられたノズル連通路１１６を介して圧力発生室１１２と連通されている。

連通板１１５は、本実施形態では、第１の連通板１５１と第２の連通板１５２とを有する。第１の連通板１５１と第２の連通板１５２とは、－Ｚ側が第１の連通板１５１、＋Ｚ側が第２の連通板１５２となるようにＺ方向に積層されている。

このような第１の連通板１５１及び第２の連通板１５２としては、ステンレス鋼やニッケル（Ｎｉ）などの金属、またはジルコニウム（Ｚｒ）などのセラミックス等を用いることができる。本実施形態では、第１の連通板１５１及び第２の連通板１５２として流路形成基板１１１と同じシリコン基板を用いた。

連通板１１５には、複数の圧力発生室１１２に連通する第１のマニホールド部１７１と第２のマニホールド部１７２と第３のマニホールド部１７３とが設けられている。連通板１１５に設けられた第１のマニホールド部１７１、第２のマニホールド部１７２及び第３のマニホールド部１７３と詳しくは後述するケース部材１４０に設けられた第４のマニホールド部１４２とによって、複数の圧力発生室１１２に共通して連通するマニホールド１００が構成されている。

第１のマニホールド部１７１は、第１の連通板１５１をＺ方向に貫通して設けられている。第２のマニホールド部１７２は、第２の連通板１５２をＺ方向に貫通して設けられている。第３のマニホールド部１７３は、第２の連通板１５２をＺ方向に貫通することなく、第２の連通板１５２の＋Ｚ側の面に開口して設けられている。第３のマニホールド部１７３は、第２のマニホールド部１７２の－Ｙ方向の端部に連通して設けられている。

連通板１１５には、圧力発生室１１２の＋Ｙ方向の端部に連通する供給連通路１１８が、圧力発生室１１２の各々に対して独立して設けられている。この供給連通路１１８は、第３のマニホールド部１７３と各圧力発生室１１２とを連通する。すなわち、供給連通路１１８は、第３のマニホールド部１７３に対して、Ｘ方向に並設されている。

さらに、連通板１１５には、循環用連通路１１９と第１の循環用マニホールド部２０１と第２の循環用マニホールド部２０２と第３の循環用マニホールド部２０３とが設けられている。

循環用連通路１１９は、第２の連通板１５２をＺ方向に貫通することなく、第２の連通板１５２の＋Ｚ方向の面に開口して設けられている。この循環用連通路１１９は、＋Ｙ方向の端部がノズル連通路１１６の各々に連通するように、ノズル連通路１１６のそれぞれに対応して設けられている。

第１の循環用マニホールド部２０１は、第２の連通板１５２をＺ方向に貫通して設けられている。第１の循環用マニホールド部２０１は、複数の循環用連通路１１９に共通して連通するものであり、複数の循環用連通路１１９が並設されたＸ方向に亘って連続して設けられている。この第１の循環用マニホールド部２０１の＋Ｙ方向の端部に循環用連通路１１９の他端が連通している。

第２の循環用マニホールド部２０２は、第１の連通板１５１をＺ方向に貫通することなく、＋Ｚ側の面に開口して設けられている。すなわち、第２の循環用マニホールド部２０２は、第１の連通板１５１と第２の連通板１５２との接合面に設けられている。

第３の循環用マニホールド部２０３は、第１の連通板１５１をＺ方向に貫通して設けられている。

そして、連通板１１５に設けられた第１の循環用マニホールド部２０１、第２の循環用マニホールド部２０２及び第３の循環用マニホールド部２０３と、詳しくは後述するケース部材１４０に設けられた第４の循環用マニホールド部１４３とによって循環用マニホールド１１０が構成されている。

このような記録ヘッド１では、マニホールド１００から供給連通路１１８、圧力発生室１１２及びノズル連通路１１６にインクが供給され、ノズル連通路１１６に供給されたインクは、循環用連通路１１９を介して循環用マニホールド１１０に供給される。

保護基板１３０及び連通板１１５の－Ｚ側には、ケース部材１４０が固定されている。ケース部材１４０は、平面視において上述した連通板１１５と略同一形状を有し、保護基板１３０と連通板１１５との両方に接合されている。具体的には、ケース部材１４０は、流路形成基板１１１及び保護基板１３０が収容される深さの凹部１４１を有する。この凹部１４１は、保護基板１３０よりも広い開口面積を有する。そして、凹部１４１に流路形成基板１１１及び保護基板１３０が収容された状態で凹部１４１の＋Ｚ側の開口面が連通板１１５によって封止されている。

ケース部材１４０には、Ｙ方向の両側のそれぞれに＋Ｚ方向の面に開口する第４のマニホールド部１４２と第４の循環用マニホールド部１４３とが設けられている。

上述したように連通板１１５に設けられた第１のマニホールド部１７１、第２のマニホールド部１７２及び第３のマニホールド部１７３と、ケース部材１４０に設けられた第４のマニホールド部１４２とによってマニホールド１００が構成されている。

また、連通板１１５に設けられた第１の循環用マニホールド部２０１、第２の循環用マニホールド部２０２及び第３の循環用マニホールド部２０３と、ケース部材１４０に設けられた第４の循環用マニホールド部１４３とによって循環用マニホールド１１０が構成されている。

また、ケース部材１４０には、マニホールド１００に連通してマニホールド１００にインクを供給するための導入口１４４と、循環用マニホールド１１０に連通して循環用マニホールド１１０からインクを排出するための排出口１４５とが設けられている。

連通板１１５の＋Ｚ側の面には、コンプライアンス基板１４９が設けられている。コンプライアンス基板１４９は、第２のマニホールド部１７２と第３のマニホールド部１７３の＋Ｚ側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板１４９は、本実施形態では、可撓性を有する薄膜からなる封止膜４９１と、金属等の硬質の材料からなる固定基板４９２と、を具備する。固定基板４９２のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４９３となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４９１のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部４９４となっている。コンプライアンス基板１４９は、コンプライアンス部４９４が撓むことにより、マニホールド１００等における圧力変動を吸収する。

また、コンプライアンス基板１４９を、固定基板４９２のみにより形成してもよい。具体的には、固定基板４９２の一部を薄くすることにより、当該一部を、マニホールド１００等における圧力変動を吸収するコンプライアンス部４９４とする。

さらにケース部材１４０には、保護基板１３０の貫通孔１３２に連通してフレキシブルケーブル１２０が挿通される接続口１４６が設けられている。

このような記録ヘッド１では、インクタンク２から供給流路３を介して導入口１４４からインクが供給されることでマニホールド１００、圧力発生室１１２、及び循環用マニホールド１１０にインクが充填される。また、循環用マニホールド１１０に供給されたインクは、排出口１４５から回収流路４を介してインクタンク２に回収される。これにより記録ヘッド１とインクタンク２との間でインクの循環が行われる。

ここで、第１のバッファー機構６及び第２のバッファー機構８について図３～図６を参照して説明する。なお、図３及び図４は、第１のバッファー機構の断面図である。図５及び図６は、第２のバッファー機構の断面図である。

図３及び図４に示すように、第１のバッファー機構６は、第１の収容室６１を有する第１の本体部６２を有する。

第１の収容室６１には、第１の可撓壁６３が設けられており、第１の収容室６１は、第１の可撓壁６３によって２つの部屋に区切られている。第１の可撓壁６３によって区切られた第１の収容室６１の一方の部屋は、第１のバッファー室６１Ａとなっており、他方の部屋は、大気開放された第１の動作室６１Ｂとなっている。

第１のバッファー室６１Ａには、インクタンク２から供給流路３を介して接続される第１の供給口６１Ｃと、記録ヘッド１と供給流路３を介して接続される第２の供給口６１Ｄと、が設けられている。インクタンク２からのインクは、第１の供給口６１Ｃから第１のバッファー室６１Ａ内に供給され、第１のバッファー室６１Ａ内のインクは第２の供給口６１Ｄから記録ヘッド１に供給される。

第１の可撓壁６３は、第１のバッファー室６１Ａの壁の一部を形成するダイヤフラムであり、第１の可撓壁６３が変形することで、第１のバッファー室６１Ａの容量（以下バッファー容量とも称する）は増減するようになっている。このような第１の可撓壁６３は、液体であるインクに対して耐性を有する材料、例えば、ゴムやエラストマー等の弾性材料や、フィルム状の樹脂材料などを用いることができる。

また、第１の可撓壁６３の第１の動作室６１Ｂ側の面には、第１の動作板６４が設けられている。第１の動作板６４には、第１の動作室６１Ｂ内に向かって突出する第１の軸部６４Ａと、第１のバッファー室６１Ａ内に向かって突出する第２の軸部６４Ｂと、が同軸上となるように設けられている。

第１の本体部６２には、第１の軸部６４Ａが挿入される第１の軸受孔６２Ａと、第２の軸部６４Ｂが挿入される第２の軸受孔６２Ｂとが設けられており、第１の軸部６４Ａ及び第２の軸部６４Ｂのそれぞれが第１の軸受孔６２Ａ及び第２の軸受孔６２Ｂに挿入されることで、第１の動作板６４は、第１の軸部６４Ａ及び第２の軸部６４Ｂの軸方向に沿って往復移動可能となっている。

なお、第１の軸受孔６２Ａは、第１の動作室６１Ｂと外部とを連通するように設けられており、第１の動作室６１Ｂは、第１の軸受孔６２Ａによって大気開放されている。

また、第２の軸受孔６２Ｂは、第１のバッファー室６１Ａと連通しており、第２の軸受孔６２Ｂの端部に、第１の供給口６１Ｃが設けられている。すなわち、第１の供給口６１Ｃから供給されたインクは、第２の軸受孔６２Ｂを介して第１のバッファー室６１Ａ内に供給される。

また、第１の本体部６２には、第１の可撓壁６３を第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量が減少する方向に付勢する第１の付勢手段６５が設けられている。本実施形態では、第１の付勢手段６５として、第１の動作室６１Ｂ内に第１の可撓壁６３を第１のバッファー室６１Ａに向かって付勢する圧縮コイルバネを設けるようにした。すなわち、圧縮コイルバネからなる第１の付勢手段６５は、一端が第１の動作板６４に当接し、他端が第１の動作板６４と対向する第１の本体部６２の壁面に当接するように第１の動作室６１Ｂ内に設けられている。このように第１の可撓壁６３の第１のバッファー室６１Ａの外側に第１の付勢手段６５を設けることで、第１の可撓壁６３は、第１の付勢手段６５によって第１のバッファー室６１Ａの容積が減少する方向に付勢される。

ここで、第１の可撓壁６３に働く力は、第１の可撓壁６３の反力と、第１の付勢手段６５の付勢力と、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinによって働く力と、がある。

第１の可撓壁６３の反力は、変形した第１の可撓壁６３が元の形状に復元しようとする力である。第１の可撓壁６３の変形量、すなわち、たわみ量が大きいほど、第１の可撓壁６３の反力は大きくなる。第１の可撓壁６３の反力は、第１のバッファー室６１Ａの容積を減少させる方向に働く。

第１の付勢手段６５によって第１の可撓壁６３に働く付勢力は、第１のバッファー室６１Ａの容積が減少する方向に働く。

第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinによって第１の可撓壁６３に働く力は、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinと第１の可撓壁６３の外側の参照圧力、本実施形態では大気圧の参照圧力との差圧と、第１の可撓壁６３の面積、いわゆる受圧面積との積で表される。第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinは、加圧手段５が第１の供給口６１Ｃを介して第１のバッファー室６１Ａに供給するインクの供給量と、第１のバッファー室６１Ａから第２の供給口６１Ｄを介して下流に排出するインクの排出量と、によって決まるものであり、大気圧に対して正圧として表される。

そして、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinが上昇するほど、図４に示すように、第１の可撓壁６３は、第１の可撓壁６３の反力と第１の付勢手段６５の付勢力とに抗して第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１が増大するように移動する。したがって、後述するように、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１の制御を行うことで、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinを制御することが可能である。この第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１の制御を通じて制御した第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinが、記録ヘッド１に供給するインクの圧力となる。

また、第１のバッファー機構６には、第１のバッファー室６１Ａの容量を検出する検出機構が設けられている。本実施形態の第１のバッファー室６１Ａの容量を検出する検出機構は、第１の本体部６２に第１のバッファー室６１Ａの容量に応じて回転可能に軸支された第１の可動部６６と、第１の可動部６６を付勢する第１の可動部付勢手段６７と、第１の可動部６６の回転角度を検出する第１のセンサー６８と、を具備する。
第１の可動部６６は、第１の動作室の外側の第１の軸受孔６２Ａの開口に相対する位置に設けられたものであり、基端部が第１の本体部６２に回転可能に軸支されている。

また、第１の本体部６２には、第１の可動部６６を第１の動作室６１Ｂ側に向かって付勢する第１の可動部付勢手段６７が設けられている。本実施形態の第１の可動部付勢手段６７は、第１の可動部６６の回転軸の外周に設けられたねじりコイルバネからなる。

そして、図３に示すように、第１のバッファー室６１Ａの容量が小さい場合には、第１の可動部６６は、第１の可動部付勢手段６７の付勢力によって第１の動作室６１Ｂ側に付勢されて、第１の動作室６１Ｂに向かって回転移動する。

また、図４に示すように、第１の可撓壁６３が変形して第１のバッファー室６１Ａの容量が増大すると、第１の動作板６４の第１の軸部６４Ａの先端が、第１の可動部６６を第１の可動部付勢手段６７の付勢力に抗して第１の動作室６１Ｂから離れる方向に押圧して、第１の可動部６６は第１の動作室６１Ｂから離れる方向に回転移動する。すなわち、本実施形態では、第１の可撓壁６３には、第１のバッファー室６１Ａの容量が減少する方向に第１の可動部付勢手段６７の付勢力が働く。

第１のセンサー６８は、第１の可動部６６の回転位置を検出するものである。本実施形態の第１のセンサー６８は、第１の本体部６２に固定されて第１の可動部６６の先端の有無を検出することで、第１の可動部６６の回転角度が所定角度よりも小さい、又は、所定角度以上であることを検出する。なお、本実施形態の第１の可動部６６の回転角度とは、図３に示すように第１の可動部６６の先端が第１の動作室６１Ｂに近い位置を基準として、先端が第１の動作室６１Ｂから離れる方向を回転角度のプラス方向としている。

このような第１のセンサー６８は、第１の可動部６６が所定の角度よりも第１の動作室６１Ｂに近い位置に回転した際に、第１の可動部６６の先端に対向する位置で、第１の可動部６６が所定の角度よりも第１の動作室６１Ｂから離れた方向に回転した際に、第１の可動部６６の先端に対向しない位置に設けられている。これにより、第１のセンサー６８が第１の可動部６６の先端を検出することで、第１の可動部６６が所定の角度よりも小さいことを検出し、第１のセンサー６８が第１の可動部６６の先端を検出しないことで、第１の可動部６６が所定の角度以上であることを検出する。このような第１のセンサー６８は、赤外線センサーや超音波センサーなどの非接触型のセンサーであってもよく、また、第１の可動部６６に当接して開閉するスイッチ等の接触型のセンサーであってもよい。本実施形態では、第１のセンサー６８として、第１の可動部６６に接触することなく第１の可動部６６の先端の有無を検出することができる赤外線センサーを用いるようにした。

このような第１の可動部６６、第１の可動部付勢手段６７及び第１のセンサー６８を有する検出機構では、第１のセンサー６８が第１の可動部６６の先端を検出することで、第１の可動部６６が所定の角度よりも小さい、すなわち、第１のバッファー室６１Ａの容量が所定の容量よりも小さいことを検出することができる。また、第１のセンサー６８が第１の可動部６６の先端を検出しないことで、第１の可動部６６が所定の角度以上、すなわち、第１のバッファー室６１Ａの容量が所定の容量以上であることを検出することができる。

なお、第１のセンサー６８は、第１の可動部６６の先端位置を検出するものに限定されず、第１の可動部６６の回転角度を検出するエンコーダー等であってもよい。また、本実施形態では、第１のバッファー室６１Ａの容量を検出する検出機構として、第１の可動部６６と第１の可動部付勢手段６７と第１のセンサー６８とを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第１の可動部６６を設けずに、第１の軸部６４Ａの先端位置を直接検出するセンサーを設けるようにしてもよい。

このような第１のバッファー機構６では、第１の供給口６１Ｃから第１のバッファー室６１Ａ内に加圧手段５からインクが供給されていない状態では、図３に示すように、第１の付勢手段６５による付勢力によって第１の可撓壁６３が第１のバッファー室６１Ａの容積を減少させた位置まで変形する。この状態を、第１のバッファー室６１Ａの容量が最小になった状態と称する。この第１のバッファー室６１Ａの容量が最小になった状態では、第１のセンサー６８は、第１の可動部６６の先端を検出している。

また、インクタンク２から加圧手段５によって第１のバッファー室６１Ａ内にインクを加圧供給すると、図４に示すように、第１のバッファー室６１Ａ内の圧力Ｐinの上昇に伴い、第１の可撓壁６３が第１の可撓壁６３の反力と第１の付勢手段６５の付勢力と第１の可動部付勢手段６７の付勢力とに抗して変形して、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１を増大させる。このように第１の可撓壁６３が変形することで、第１の動作板６４を移動させて第１の可動部６６を第１の動作室６１Ｂから離れる方向に押圧し、第１の可動部６６を回転させる。そして、第１の可動部６６の先端が第１のセンサー６８に対向しない位置まで移動した際に、第１のセンサー６８が第１の可動部６６の先端がないことを検出することで、第１のバッファー室６１Ａが設定されたバッファー容量Ｃ１setになったことを検出する。このように第１のバッファー室６１Ａが設定されたバッファー容量Ｃ１setになったことを第１のセンサー６８が検出したら、加圧手段５の制御部５Ｂは、加圧ポンプ５Ａからのインクの加圧供給を停止するように制御する。

そして、第１のバッファー室６１Ａのインクが記録ヘッド１に供給されて減少し、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinが低下すると、図３に示すように、第１の可撓壁６３が、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１を減少させる方向に変形し、第１の動作板６４が押圧していた第１の可動部６６が第１の可動部付勢手段６７の付勢力によって元の位置に移動し、第１の可動部６６の先端が第１のセンサー６８に対向する位置まで移動する。そして、第１のセンサー６８が第１の可動部６６の先端を検出することで、第１のバッファー室６１Ａが設定されたバッファー容量Ｃ１setよりも減少したこと、すなわち、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinが低下し、記録ヘッド１に供給するインクの圧力Ｐinが低下したことを検出する。このように第１のバッファー室６１Ａが設定されたバッファー容量よりも減少したことを第１のセンサー６８によって検出したら、加圧手段５によるインクの加圧供給を開始するように制御する。そして、上記のように、第１のバッファー室６１Ａの容量が設定されたバッファー容量Ｃ１setに達したら加圧手段５によるインクの加圧供給を停止するように制御する。このように、第１のセンサー６８によって第１の可動部６６の位置を検出することで第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１を検出して、検出結果に基づいて加圧手段５によるインクの加圧供給及び停止を制御することで、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１が設定された容量Ｃ１set、すなわち、記録ヘッド１に供給するインクの圧力Ｐinが常に一定となるように維持することができる。このように、第１のバッファー室６１Ａの定圧制御は、その圧力値に対応して設定されたバッファー容量を定量制御することでなされる仕組みとなっている。なお、第１のバッファー室６１Ａのねらい圧力を変更したい場合は、第１のセンサー６８の検出位置を変更するなどして、定量制御されるバッファー容量の設定値を変更すればよい。
一方、第２のバッファー機構８は、図５及び図６に示すように、第２の収容室８１を有する第２の本体部８２を有する。

第２の収容室８１には、第２の可撓壁８３が設けられており、第２の収容室８１は、第２の可撓壁８３によって２つの部屋に区切られている。第２の可撓壁８３によって区切られた第２の収容室８１の一方の部屋は、第２のバッファー室８１Ａとなっており、他方の部屋は、大気開放された第２の動作室８１Ｂとなっている。

第２のバッファー室８１Ａには、記録ヘッド１に回収流路４を介して接続される第１の回収口８１Ｃと、インクタンク２に減圧手段７及び回収流路４を介して接続される第２の回収口８１Ｄと、が設けられている。記録ヘッド１からのインクは、第１の回収口８１Ｃから第２のバッファー室８１Ａ内に供給され、第２のバッファー室８１Ａ内のインクは、第２の回収口８１Ｄからインクタンク２に回収される。

第２の可撓壁８３は、第２のバッファー室８１Ａの壁の一部を形成するダイヤフラムであり、第２の可撓壁８３が変形することで、第２のバッファー室８１Ａの容積（以下、バッファー容量とも称する）は増減するようになっている。このような第２の可撓壁８３は、液体であるインクに対して耐性を有する材料、例えば、ゴムやエラストマー等の弾性材料や、フィルム状の樹脂材料などを用いることができる。

また、第２の可撓壁８３の第２のバッファー室８１Ａ側の面には、第２の動作板８４が設けられている。第２の動作板８４には、第２の動作室８１Ｂ内に向かって突出する第３の軸部８４Ａと、第２のバッファー室８１Ａ内に向かって突出する第４の軸部８４Ｂと、が同軸上となるように設けられている。

第２の本体部８２には、第３の軸部８４Ａが挿入される第３の軸受孔８２Ａと、第４の軸部８４Ｂが挿入される第４の軸受孔８２Ｂとが設けられており、第３の軸部８４Ａ及び第４の軸部８４Ｂのそれぞれが第３の軸受孔８２Ａ及び第４の軸受孔８２Ｂに挿入されることで、第２の動作板８４は、第３の軸部８４Ａ及び第４の軸部８４Ｂの軸方向に沿って往復移動可能となっている。

なお、第３の軸受孔８２Ａは、第２の動作室８１Ｂと外部とを連通するように設けられており、第２の動作室８１Ｂは、第３の軸受孔８２Ａによって大気開放されている。

また、第２の本体部８２には、第２の可撓壁８３を第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量が増大する方向に付勢する第２の付勢手段８５が設けられている。本実施形態では、第２の付勢手段８５として、第２のバッファー室８１Ａ内に第２の可撓壁８３を第２の動作室８１Ｂ側に向かって付勢する圧縮コイルバネを設けるようにした。すなわち、圧縮コイルバネからなる第２の付勢手段８５は、一端が第２の動作板８４に当接し、他端が第２の動作板８４と対向する第２の本体部８２の第２のバッファー室８１Ａの壁面に当接するように第２のバッファー室８１Ａ内に設けられている。このように第２の可撓壁８３の第２のバッファー室８１Ａの内側に第２の付勢手段８５を設けることで、第２の可撓壁８３は、第２の付勢手段８５によって第２のバッファー室８１Ａの容積が増大する方向に付勢される。

ここで、第２の可撓壁８３に働く力は、第２の可撓壁８３の反力と、第２の付勢手段８５の付勢力と、第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutによって働く力と、がある。

第２の可撓壁８３の反力は、変形した第２の可撓壁８３が元の形状に復元しようとする力である。第２の可撓壁８３の変形量、すなわち、たわみ量が大きいほど、第２の可撓壁８３の反力は大きくなる。第２の可撓壁８３の反力は、第２のバッファー室８１Ａの容積を減少させる方向に働く。

第２の付勢手段８５によって第２の可撓壁８３に働く付勢力は、第２のバッファー室８１Ａの容積が増大する方向に働く。

第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutによって第２の可撓壁８３に働く力は、第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutと第２の可撓壁８３の外側の参照圧力、本実施形態では大気圧の参照圧力との差圧と、第２の可撓壁８３の面積、いわゆる受圧面積との積で表される。第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutは、減圧手段７が第２の回収口８１Ｄを介して第２のバッファー室８１Ａから回収するインクの回収量と、第２のバッファー室８１Ａに第１の回収口８１Ｃを介して供給されるインクの供給量と、によって決まるものであり、大気圧に対して負圧として表される。

そして、第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutが低下するほど、すなわち、負圧が大きくなるほど、図６に示すように、第２の可撓壁８３は、第２の可撓壁８３の反力と第２の付勢手段８５の付勢力とに抗して第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２が減少するように移動する。したがって、後述するように、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２の制御を行うことで、第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutを制御することが可能である。この第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２の制御を通じて制御した第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutが、記録ヘッド１からインクを回収する圧力となる。

また、第２のバッファー機構８には、第２のバッファー室８１Ａの容量を検出する検出機構が設けられている。本実施形態の第２のバッファー室８１Ａの容量を検出する検出機構は、第２の本体部８２に第２のバッファー室８１Ａの容量に応じて回転可能に軸支された第２の可動部８６と、第２の可動部８６を付勢する第２の可動部付勢手段８７と、第２の可動部８６の回転角度を検出する第２のセンサー８８と、を具備する。
第２の可動部８６は、第２の動作室８１Ｂの外側の第４の軸受孔８２Ｂの開口に相対する位置に配置されたものであり、基端部が第２の本体部８２に回転可能に軸支されている。

また、第２の本体部８２には、第２の可動部８６を第２の動作室８１Ｂ側に向かって付勢する第２の可動部付勢手段８７が設けられている。本実施形態の第２の可動部付勢手段８７は、第２の可動部８６の回転軸の外周に設けられたねじりコイルバネからなる。

そして、図５に示すように、第２のバッファー室８１Ａの容量が大きい場合には、第２の動作板８４の第３の軸部８４Ａの先端が、第２の可動部８６を第２の可動部付勢手段８７の付勢力に抗して押圧して、第２の可動部８６は、第２の動作室８１Ｂから離れる方向に回転移動する。

また、図６に示すように、第２の可撓壁８３が変形して第２のバッファー室８１Ａの容量が減少すると、第２の可動部８６は、第２の可動部付勢手段８７の付勢力によって第２の動作室８１Ｂに向かって回転移動する。すなわち、本実施形態では、第２の可撓壁８３には、第２のバッファー室８１Ａの容量が減少する方向に第２の可動部付勢手段８７の付勢力が働く。

第２のセンサー８８は、第２の可動部８６の回転位置を検出するものである。本実施形態の第２のセンサー８８は、第２の本体部８２に固定されて第２の可動部８６の先端の有無を検出することで、第２の可動部８６の回転角度が所定角度以下、又は、所定角度よりも大きいことを検出する。なお、本実施形態の第２の可動部８６の回転角度とは、図６に示すように、第２の可動部８６の先端が第２の動作室８１Ｂに近い位置を基準として、先端が第２の動作室８１Ｂから離れる方向を回転角度のプラス方向としている。

このような第２のセンサー８８は、第２の可動部８６が所定の角度よりも第２の動作室８１Ｂに近い位置に回転した際に、第２の可動部８６の先端に対向する位置で、第２の可動部８６が所定の角度よりも第２の動作室８１Ｂから離れた方向に回転した際に、第２の可動部８６の先端に対向しない位置に設けられている。これにより、第２のセンサー８８が第２の可動部８６の先端を検出することで、第２の可動部が所定の角度以下であることを検出し、第２のセンサー８８が第２の可動部８６の先端を検出しないことで、第２の可動部８６が所定の角度より大きくなっていることを検出する。このような第２のセンサー８８は、赤外線センサーや超音波センサーなどの非接触型のセンサーであってもよく、また、第２の可動部８６に当接して開閉するスイッチ等の接触型のセンサーであってもよい。本実施形態では、第２のセンサー８８として、第２の可動部８６に接触することなく第１の可動部の先端の有無を検出することができる赤外線センサーを用いるようにした。

このような第２の可動部８６、第２の可動部付勢手段８７及び第２のセンサー８８を有する検出機構では、第２のセンサー８８が第２の可動部８６の先端を検出することで、第２の可動部８６が所定の角度以下、すなわち、第２のバッファー室８１Ａの容量が所定の容量以下であることを検出することができる。また、第２のセンサー８８が第２の可動部８６の先端を検出しないことで、第２の可動部８６が所定の角度よりも大きい、すなわち、第２のバッファー室８１Ａの容量が所定の容量よりも大きくなったことを検出することができる。

なお、第２のセンサー８８は、第２の可動部８６の先端位置を検出するものに限定されず、第２の可動部８６の回転角度を検出するエンコーダー等であってもよい。また、本実施形態では、第２のバッファー室８１Ａの容量を検出する検出機構として、第２の可動部８６と第２の可動部付勢手段８７と第２のセンサー８８とを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第２の可動部８６を設けずに、第３の軸部８４Ａの先端位置を直接検出するセンサーを設けるようにしてもよい。

このような第２のバッファー機構８では、第２の回収口８１Ｄから第２のバッファー室８１Ａ内が減圧手段７によって減圧されていない状態では、図５に示すように、第２の付勢手段８５による付勢力によって第２の可撓壁８３が第２のバッファー室８１Ａの容量を増大させた位置まで変形する。この状態を、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量が最大となった状態と称する。この第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量が最大となった状態では、第２のセンサー８８は、第２の可動部８６の先端を検出していない。

また、減圧手段７によって第２の回収口８１Ｄから第２のバッファー室８１Ａ内のインクを減圧すると、図６に示すように、第２のバッファー室８１Ａ内の圧力Ｐoutの低下に伴い、第２の可撓壁８３が第２の可撓壁８３の反力と第２の付勢手段８５の付勢力とに抗して変形し、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２を減少させる。このように第２の可撓壁８３が変形することで、第２の動作板８４を移動させて、第２の可動部８６を第２の動作室８１Ｂから離れる方向に押圧し、第２の可動部８６を、基端部を中心として回転させる。そして、第２の可動部８６の先端が第２のセンサー８８に対向する位置まで移動した際に、第２のセンサー８８が第２の可動部８６の先端を検出することで、第２のバッファー室８１Ａが設定されたバッファー容量Ｃ２setになったことを検出する。このように第２のバッファー室８１Ａが設定されたバッファー容量Ｃ２setになったことを第２のセンサー８８が検出したら、減圧手段７の制御部７Ｂは、減圧ポンプ７Ａによるインクの減圧を停止するように制御する。

そして、記録ヘッド１から第２のバッファー室８１Ａにインクが回収されて第２のバッファー室８１Ａ内のインクが増加し、第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutが上昇すると、図５に示すように、第２の可撓壁８３が、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２を増大させる方向に変形し、第２の動作板８４によって第２の可動部８６を押圧して、第２の可動部８６の先端が第２のセンサー８８に対向しない位置まで移動する。そして、第２のセンサー８８が第２の可動部８６の先端がないことを検出することで、第２のバッファー室８１Ａが設定されたバッファー容量Ｃ２setよりも増加したこと、すなわち、記録ヘッド１から回収するインクの圧力Ｐoutが低下したことを検出する。このように第２のバッファー室８１Ａが設定されたバッファー容量Ｃ２setよりも増大したことを第２のセンサー８８によって検出したら、減圧手段７によるインクの減圧を開始するように制御する。そして、上記のように、第２のバッファー室８１Ａの容量が設定されたバッファー容量に達したら減圧手段７によるインクの減圧が停止するように制御する。このように、第２のセンサー８８によって第２の可動部８６の位置を検出することで第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ１を検出して、検出結果に基づいて減圧手段７の減圧及び停止を制御することで、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２が設定された容量Ｃ２set、すなわち、記録ヘッド１から回収するインクの圧力Ｐoutが常に一定となるように維持することができる。このように、第２のバッファー室８１Ａの定圧制御は、その圧力値に対応して設定されたバッファー容量を定量制御することでなされる仕組みとなっている。なお、第２のバッファー室８１Ａのねらい圧力を変更したい場合は、第２のセンサー８８の検出位置を変更するなどして、定量制御されるバッファー容量の設定値を変更すればよい。

このように第１のバッファー機構６によってインクタンク２のインクを一定の圧力Ｐinで記録ヘッド１に供給すると共に、第２のバッファー機構８によって記録ヘッド１のインクを一定の圧力Ｐoutでインクタンク２に回収することで、記録ヘッド１とインクタンク２との間でのインクの循環を良好に行わせることができる。すなわち、インクタンク２から記録ヘッド１に供給するインクを加圧する加圧ポンプ５Ａの脈動等の圧力変動は、第１のバッファー機構６を設けることで緩和することができるため、記録ヘッド１に供給するインクの圧力にばらつきが生じるのを抑制することができる。同様に、記録ヘッド１からインクタンク２に回収するインクを減圧する減圧ポンプ７Ａの脈動等の圧力変動は、第２のバッファー機構８を設けることで緩和することができるため、記録ヘッド１から回収するインクの圧力にばらつきが生じるのを抑制することができる。したがって、インクタンク２と記録ヘッド１との間でインクを供給する供給圧と、インクを回収する回収圧とのバランスが崩れるのを抑制して、インクタンク２と記録ヘッド１との間におけるインクの循環を良好に行わせることができる。ちなみに、インクの供給圧と回収圧とのバランスが崩れて、ノズル位置におけるインクの圧力、すなわち、ノズル１２６内のインクの圧力が正圧になってしまうと、記録ヘッド１のノズル１２６からインクが漏出する虞がある。第１のバッファー機構６と第２のバッファー機構８とを設けることで、ノズル位置におけるインクの圧力が大気圧に対して負圧になるように容易に且つ高精度に制御することができ、ノズル１２６からのインクの漏出を抑制することができる。

ここで、インクジェット式記録システムにおいて、運転開始から運転停止してインクの循環が停止するまでの第１のバッファー機構６の第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１と、第２のバッファー機構８の第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２と、記録ヘッド１のノズル１２６内のインクの圧力とを図７に示す。

インクジェット式記録システムが停止している状態、すなわち、インクタンク２と記録ヘッド１との間でインクの循環が行われていない非循環時には、加圧手段５によるインクの加圧が行われず、図３に示すように、第１のバッファー機構６の第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１は最小の容量Ｃ１minとなる。

また、インクの循環が行われていない非循環時には、減圧手段７によるインクの減圧が行われず、図５に示すように、第２のバッファー機構８の第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２は、最大の容量Ｃ２maxとなる。

図７に示すように、非循環時では第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２maxは、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１minよりも大きい。すなわち、Ｃ２max＞Ｃ１minの関係となっている。

そして、インクジェット式記録システムの運転が開始されると、加圧手段５によるインクの加圧と、減圧手段７によるインクの減圧とが行われて、インクタンク２と記録ヘッド１との間でインクの循環が開始される。

インクジェット式記録システムの運転が開始されると、第１のバッファー機構６の第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１は、図３に示す最小のバッファー容量Ｃ１minから、図４に示す第１のセンサー６８が検出した設定されたバッファー容量Ｃ１setまで徐々に増加する。これにより、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐin、すなわち、記録ヘッド１に供給するインクの圧力は徐々に高く、すなわち、正圧が大きくなる。

同様に、インクジェット式記録システムの運転が開始されると、第２のバッファー機構８の第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２は、図５に示す最大のバッファー容量Ｃ２maxから、図６に示す第２のセンサー８８が検出した設定されたバッファー容量Ｃ２setまで徐々に減少する。これにより、第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐout、すなわち、記録ヘッド１から回収するインクの圧力は徐々に低く、すなわち、負圧が大きくなる。

上述したように、記録ヘッド１のノズル１２６内のインクの圧力Ｐ_Ｎは、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinと、第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutと、の差圧によって決まる。例えば、第１のバッファー室６１Ａからノズル１２６までの流路抵抗と、第２のバッファー室８１Ａからノズル１２６までの流路抵抗とが同じ場合には、第２のバッファー室８１Ａのインクの圧力Ｐoutの絶対値で表される大きさは、第１のバッファー室６１Ａのインクの圧力Ｐinの絶対値で表される大きさよりも大きくすることで、ノズル１２６内のインクの圧力Ｐ_Ｎを大気圧に対して負圧とすることができる。つまり、｜Ｐout｜＞｜Ｐin｜の関係を満たすことでノズル１２６内のインクの圧力Ｐ_Ｎを大気圧に対して負圧とすることができる。

なお、第１のバッファー室６１Ａからノズル１２６までの流路抵抗と、第２のバッファー室８１Ａからノズル１２６までの流路抵抗とが異なる場合には、第２のバッファー室８１Ａのインクの圧力Ｐoutの絶対値で表される大きさが、第１のバッファー室６１Ａのインクの圧力Ｐinの絶対値で表される大きさ以下、すなわち、｜Ｐout｜≦｜Ｐin｜であっても、ノズル１２６内のインクの圧力を大気圧よりも負圧となる場合もある。つまり、第１のバッファー室６１Ａからノズル１２６までの流路抵抗が、第２のバッファー室８１Ａからノズル１２６までの流路抵抗よりも大きく、第１のバッファー室６１Ａからノズル１２６までの圧力損失が比較的大きい場合には、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinを比較的大きくする必要があり、第２のバッファー室８１Ａのインクの圧力Ｐoutの絶対値で表される大きさが、第１のバッファー室６１Ａのインクの圧力Ｐinの絶対値で表される大きさ以下となる場合もある。

したがって、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１setと第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２setとは、第１のバッファー室６１Ａ内のインクの圧力Ｐinとバッファー容量Ｃ２setで制御される第２のバッファー室８１Ａ内のインクの圧力Ｐoutとが、ノズル１２６内のインクの圧力Ｐ_Ｎが大気圧に対して負圧となるように設定されている。

そして、図７に示すように、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１が設定されたバッファー容量Ｃ１setで維持されると共に、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２がバッファー容量Ｃ２setで維持された定量制御期間では、第２のバッファー室８１Ａの設定されたバッファー容量Ｃ２setは、第１のバッファー室６１Ａの設定されたバッファー容量Ｃ１setよりも大きい。すなわち、Ｃ２set＞Ｃ１setの関係を満たすように設定されている。

その後、インクジェット式記録システムの運転が停止されると、加圧手段５によるインクの加圧供給が行われず、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１は、設定されたバッファー容量Ｃ１setから最小のバッファー容量Ｃ１minまで減少する。すなわち、加圧手段５が第１のバッファー室６１Ａ内のインクを加圧することで第１の可撓壁６３が変形した図４に示す状態から、加圧手段５による加圧が行われなくなると、第１の可撓壁６３は、第１の可撓壁６３の反力と第１の付勢手段６５の付勢力と第１の可動部付勢手段６７の付勢力とによって図３に示す元の状態になる。これにより、第１のバッファー機構６からは、設定されたバッファー容量Ｃ１setと、最小のバッファー容量Ｃ１minとの差分である容量差ΔＣ１（ΔＣ１＝Ｃ１set－Ｃ１min）だけ、記録ヘッド１にインクが供給される。

同様に、インクジェット式記録システムの運転が停止されると、減圧手段７によるインクの減圧が行われず、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ１は、設定されたバッファー容量Ｃ２setから最大のバッファー容量Ｃ２maxまで増加する。すなわち、減圧手段７が第２のバッファー室８１Ａ内のインクを減圧することで第２の可撓壁８３が変形した図６に示す状態から、減圧手段７による減圧が行われなくなると、第２の可撓壁８３は、第２の可撓壁８３の反力と第２の付勢手段８５の付勢力とによって図５に示す元の状態になる。これにより、第２のバッファー機構８からは、設定されたバッファー容量Ｃ２setと、最大のバッファー容量Ｃ２maxとの差分である容量差ΔＣ２（ΔＣ２＝Ｃ２max－Ｃ２set）だけ、記録ヘッド１からインクが回収される。

このため、循環時と非循環時とにおける第１のバッファー室６１Ａの容量差ΔＣ１を、第２のバッファー室８１Ａの容量差ΔＣ２よりも小さくする、すなわち、ΔＣ１＜ΔＣ２とすることで、循環を行っている定量制御期間から運転を停止してインクの循環が完全に停止する非循環までの間に、第１のバッファー機構６から記録ヘッド１に供給するインクの量が、第２のバッファー機構８によって記録ヘッド１からインクを回収するインクの量よりも小さくなる。したがって、非循環時に記録ヘッド１に回収されるインクよりも少ないインクを供給することができ、図７に示すように、運転を停止してからインクの循環が完全に停止するまでの間においても、記録ヘッド１のノズル１２６内のインクの圧力を大気圧に対して負圧とすることができ、ノズル１２６からインクが漏出するのを抑制することができる。なお、このようなバッファー室の容量差制御は、意図的に実行された停止動作の場合のみに限らず、事故的に、例えば停電等により発生した停止動作の場合でも自己制御的に働くという利点がある。

なお、インクジェット式記録システムにおいけるインクの循環時とは、図７に示す、運転を開始してから、定量制御期間までの間と、定量制御期間と、運転を停止してからインクの循環が完全に停止するまでの間と、の期間を含む。そして、インクジェット式記録システムの運転を開始してから、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１が最小の容量Ｃ１minから設定された容量Ｃ１setになると共に、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２が、最大の容量Ｃ２maxから設定された容量Ｃ２setになるまでの間、つまり、運転を開始してから定量制御期間までの間においても、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１が、常に第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２よりも小さい容量となるように維持することで、ノズル１２６内のインクの圧力Ｐ_Ｎを大気圧に対して負圧に保つことができ、運転を開始してから定量制御期間までの間においてもノズル１２６からインクが漏出するのを抑制することができる。ちなみに、本実施形態の第１のバッファー機構６に設けられた第１のセンサー６８及び第２のバッファー機構８に設けられた第２のセンサー８８による加圧ポンプ５Ａ及び減圧ポンプ７ＡのＯＮ／ＯＦＦ制御だけでは、運転を開始してから定量制御期間までの第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１を第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２よりも小さくすることはできないが、例えば、加圧ポンプ５Ａと減圧ポンプ７Ａとのポンプ性能を同じとすることで、運転を開始してから定量制御期間までの間の第１のバッファー室６１Ａと第２のバッファー室８１Ａとのバッファー容量の変化率、すなわち、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量の単位時間当たりの増加量と、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量の単位時間当たりの減少量とを同じとして、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１が、常に第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２よりも小さい容量となるように維持することができる。

ただし、加圧ポンプ５Ａと減圧ポンプ７Ａとの間に性能差がある場合や、供給側と回収側とで流路抵抗に大きな差がある場合には、運転を開始してから定量制御期間となるまでの間に第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１が、常に第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２よりも小さい容量となるように維持するのは困難である。このため、例えば、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１をＣ１minからＣ１setまで連続的に検出することができるセンサーを設けると共に、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２をＣ２maxからＣ２setまで連続的に検出することができるセンサーを設け、センサーの検出結果に基づいて運転を開始してから定量制御期間となるまでの間に第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量Ｃ１が、常に第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量Ｃ２よりも小さい容量となるように維持するように加圧ポンプ５Ａ及び減圧ポンプ７Ａを制御するのが好ましい。

以上説明したように、循環時と非循環時とにおける第１のバッファー室６１Ａの容量差ΔＣ１を第２のバッファー室８１Ａの容量差ΔＣ２よりも小さくするだけで、記録ヘッド１のノズル１２６内のインクの圧力を大気圧に対して負圧にすることができるため、循環から非循環に移行する際に減圧手段７を加圧手段５よりも遅延させて停止させるなどの制御が不要となる。このため例えば、停電などの不意のタイミングでインクジェット式記録システムが停止された場合など、加圧手段５や減圧手段７の制御ができない状態で循環から非循環に移行した場合であっても、ノズル１２６からのインクの漏出を抑制することができる。

なお、循環時における第１のバッファー室６１Ａの容量Ｃ１と、第２のバッファー室８１Ａの容量Ｃ２とは、例えば、第１のバッファー室６１Ａと第２のバッファー室８１Ａとの第１の動作板６４及び第２の動作板８４の移動方向を横断する断面積が同じである場合、例えば、第１のバッファー室６１Ａと第２のバッファー室８１Ａとが円筒形状で内径が等しい場合、第１のセンサー６８及び第２のセンサー８８の位置を変更するだけで設定することができる。

以上説明したように、本実施形態の液体噴射システムであるインクジェット式記録システムは、液体であるインクを噴射するノズル１２６を有する液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッド１と、ノズル１２６に連通する供給流路３と、ノズル１２６に連通する回収流路４と、を備え、供給流路３と回収流路４を通じてインクジェット式記録ヘッド１にインクを循環させ、供給流路３は、加圧手段５と、ノズル１２６と加圧手段５との間に設けられた第１のバッファー機構６と、を有し、回収流路４は、減圧手段７と、ノズル１２６と減圧手段７との間に設けられた第２のバッファー機構８と、を有し、第１のバッファー機構６は、供給流路３が加圧されるほどバッファー容量を増大させるように構成され、第２のバッファー機構８は、回収流路４が減圧されるほどバッファー容量を減少させるように構成される。

このように、供給流路３に第１のバッファー機構６を設けることで、加圧手段５による脈動などの圧力変化を第１のバッファー機構６によって緩和して、安定した圧力でインクジェット式記録ヘッド１にインクを供給することができる。また、回収流路４に第２のバッファー機構８を設けることで、減圧手段７による脈動などの圧力変化を第２のバッファー機構８によって緩和して、安定した圧力でインクジェット式記録ヘッド１からインクを回収することができる。したがって、インクタンク２とインクジェット式記録ヘッド１との間でインクの循環を安定して、すなわち、ノズル１２６内のインクの圧力が常に負圧となるよう循環させることができ、ノズル１２６からのインクの漏出を抑制することができる。また、第１のバッファー機構６を設けて圧力制御を行うことで、供給流路３に下流側の流路が負圧になることで開弁する圧力調整弁等を設ける必要がなく、構成を簡略化してコストを低減することができる。同様に、第２のバッファー機構８を設けて圧力制御を行うことで、回収流路４に下流側の流路が負圧になることで開弁する圧力調整弁等を行う弁機構等を設ける必要がなく、構成を簡略化してコストを低減することができる。

また、本実施形態のインクジェット式記録システムでは、第１のバッファー機構６及び第２のバッファー機構８は、それぞれバッファー容量の検出機構を備えることが好ましい。本実施形態では、第１のバッファー機構６の検出機構として、第１の可動部６６と第１の可動部付勢手段６７と第１のセンサー６８とが設けられている。また、第２のバッファー機構８の検出機構として、第２の可動部８６と第２の可動部付勢手段８７と第２のセンサー８８とが設けられている。このように、第１のバッファー機構６及び第２のバッファー機構８のバッファー容量を検出する検出機構を備えることで、第１のバッファー機構６及び第２のバッファー機構８のそれぞれのバッファー容量を検出することができる。そして、バッファー容量の検出結果に基づいてバッファー容量を調整するように加圧手段５及び減圧手段７を制御することで、バッファー室内の圧力を制御することができる。

また、本実施形態のインクジェット式記録システムでは、液体であるインクの循環時において、第１のバッファー機構６のバッファー容量の検出に基づいて加圧手段５が制御され、第２のバッファー機構８のバッファー容量の検出に基づいて減圧手段７が制御されることが好ましい。これによれば、バッファー容量に基づく第１のバッファー室６１Ａ及び第２のバッファー室８１Ａ内の圧力に基づいて加圧手段５及び減圧手段７を制御することができ、第１のバッファー室６１Ａ及び第２のバッファー室８１Ａ内のバッファー容量に応じた圧力調整を行うことができる。

また、本発明のインクジェット式記録システムでは、循環の動作時に、第１のバッファー機構６のバッファー容量の非循環時からの容量差ΔＣ１が、第２のバッファー機構８のバッファー容量の非循環時からの容量差ΔＣ２よりも小さくなるように、加圧手段５及び減圧手段７が制御されることが好ましい。これによれば、循環から非循環に移行した際に、供給流路３による記録ヘッド１へのインクの供給量が、回収流路４による記録ヘッド１からのインクの回収量よりも小さくなるため、記録ヘッド１のノズル１２６内のインクの圧力を大気圧に対して負圧となるように維持して、ノズル１２６からインクが漏出するのを抑制することができる。また、循環から非循環に移行した際に、ノズル１２６からインクの漏出を抑制するために、加圧手段５及び減圧手段７を制御する必要がないため、停電などの不意のタイミングにおいてもノズル１２６からのインクの漏出を抑制することができる。

また、本実施形態のインクジェット式記録システムでは、第１のバッファー機構６は、第１のバッファー室６１Ａと、第１のバッファー室６１Ａ内と外部との圧力差によって動作して第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量を可変可能な第１の可撓壁６３と、第１の可撓壁６３をバッファー容量が減少する方向に付勢する第１の付勢手段６５と、を具備することが好ましい。これによれば、バッファー容量が一定になるように保つことで、第１のバッファー機構６から供給されるインクの圧力を安定させることができる。

また、本実施形態のインクジェット式記録システムでは、第１のバッファー機構６は、第１の可撓壁６３の位置を検出するセンサーである第１のセンサー６８を備え、第１のセンサー６８の検出結果に基づいて第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量を検出することが好ましい。これによれば、複雑な構造を必要とすることなく、第１のバッファー室６１Ａのバッファー容量を容易に検出することができる。

また、本実施形態のインクジェット式記録システムでは、第２のバッファー機構８は、第２のバッファー室８１Ａと、第２のバッファー室８１Ａ内と外部との圧力差によって動作して第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量を可変可能な第２の可撓壁８３と、第２の可撓壁８３をバッファー容量が増大する方向に付勢する第２の付勢手段８５と、を具備することが好ましい。これによれば、バッファー容量が一定になるように保つことで、第２のバッファー機構８によるインクの回収圧力を安定させることができる。

また、本実施形態のインクジェット式記録システムでは、第２のバッファー機構８は、第２の可撓壁８３の位置を検出するセンサーである第２のセンサー８８を備え、第２のセンサー８８の検出結果に基づいて第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量を検出することが好ましい。複雑な構造を必要とすることなく、第２のバッファー室８１Ａのバッファー容量を容易に検出することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１では、記録ヘッド１の圧力発生室１１２とノズル１２６とを連通する供給連通路１１８に循環用連通路１１９を連通させて、圧力発生室１１２内のインクを循環させるようにしたが、特にこれに限定されず、マニホールド１００内にインクを排出する排出口を設けて、マニホールド１００内のインクを循環させるようにしてもよい。すなわち、記録ヘッド１は、供給されたインクがノズル１２６以外から排出できる流路が設けられていればよい。

また、上述した実施形態１では、圧力発生室１１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーターを用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズルから液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

さらに、本発明は、広く液体噴射システム全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を有する液体噴射システムにも適用することができる。

１…インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、２…インクタンク、３…供給流路、４…回収流路、５…加圧手段、５Ａ…加圧ポンプ、５Ｂ…制御部、６…第１のバッファー機構、６１…第１の収容室、６１Ａ…第１のバッファー室、６１Ｂ…第１の動作室、６１Ｃ…第１の供給口、６１Ｄ…第２の供給口、６２…第１の本体部、６２Ａ…第１の軸受孔、６２Ｂ…第２の軸受孔、６３…第１の可撓壁、６４…第１の動作板、６４Ａ…第１の軸部、６４Ｂ…第２の軸部、６５…第１の付勢手段、６６…第１の可動部、６７…第１の可動部付勢手段、６８…第１のセンサー、７…減圧手段、７Ａ…減圧ポンプ、７Ｂ…制御部、８…第２のバッファー機構、８１…第２の収容室、８１Ａ…第２のバッファー室、８１Ｂ…第２の動作室、８１Ｃ…第１の回収口、８１Ｄ…第２の回収口、８２…第２の本体部、８２Ａ…第３の軸受孔、８２Ｂ…第４の軸受孔、８３…第２の可撓壁、８４…第２の動作板、８４Ａ…第３の軸部、８４Ｂ…第４の軸部、８５…第２の付勢手段、８６…第２の可動部、８７…第２の可動部付勢手段、８８…第２のセンサー、１００…マニホールド、１１０…循環用マニホールド、１１１…流路形成基板、１１２…圧力発生室、１１５…連通板、１１６…ノズル連通路、１１８…供給連通路、１１９…循環用連通路、１２０…フレキシブルケーブル、１２１…駆動回路、１２５…ノズルプレート、１２６…ノズル、１３０…保護基板、１３１…保持部、１３２…貫通孔、１４０…ケース部材、１４１…凹部、１４２…第４のマニホールド部、１４３…第４の循環用マニホールド部、１４４…導入口、１４５…排出口、１４６…接続口、１４９…コンプライアンス基板、１５０…振動板、１５１…第１の連通板、１５２…第２の連通板、１５３…弾性膜、１５４…絶縁体膜、１６０…第１電極、１７０…圧電体層、１７１…第１のマニホールド部、１７２…第２のマニホールド部、１７３…第３のマニホールド部、１８０…第２電極、１９１…個別配線、２０１…第１の循環用マニホールド部、２０２…第２の循環用マニホールド部、２０３…第３の循環用マニホールド部、３００…圧電アクチュエーター、４９１…封止膜、４９２…固定基板、４９３…開口部、４９４…コンプライアンス部

Claims (8)

1. 液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、前記ノズルに連通する供給流路と、前記ノズルに連通する回収流路と、を備え、前記供給流路と前記回収流路を通じて前記液体噴射ヘッド内に液体を循環させる液体噴射システムであって、
   前記供給流路は、加圧手段と、前記ノズルと前記加圧手段との間に設けられた第１のバッファー機構と、を有し、
   前記回収流路は、減圧手段と、前記ノズルと前記減圧手段との間に設けられた第２のバッファー機構と、を有し、
   前記第１のバッファー機構は、前記供給流路が加圧されるほどバッファー容量を増大させるように構成され、
   前記第２のバッファー機構は、前記回収流路が減圧されるほどバッファー容量を減少させるように構成され、
   前記第１のバッファー機構のバッファー容量の液体の循環時と非循環時とにおける容量差が、前記第２のバッファー機構のバッファー容量の液体の循環時と非循環時とにおける容量差よりも小さくなるように、前記加圧手段及び前記減圧手段が制御される、
   ことを特徴とする液体噴射システム。
2. 液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、前記ノズルに連通する供給流路と、前記ノズルに連通する回収流路と、を備え、前記供給流路と前記回収流路を通じて前記液体噴射ヘッド内に液体を循環させる液体噴射システムであって、
   前記供給流路は、加圧手段と、前記ノズルと前記加圧手段との間に設けられた第１のバッファー機構と、を有し、
   前記回収流路は、減圧手段と、前記ノズルと前記減圧手段との間に設けられた第２のバッファー機構と、を有し、
   前記第１のバッファー機構は、前記供給流路が加圧されるほどバッファー容量を増大させるように構成され、
   前記第２のバッファー機構は、前記回収流路が減圧されるほどバッファー容量を減少させるように構成され、
   液体の循環時において、前記第１のバッファー機構のバッファー容量は、前記第２のバッファー機構のバッファー容量よりも小さくなるように、前記加圧手段及び前記減圧手段が制御される、
   ことを特徴とする液体噴射システム。
3. 前記第１のバッファー機構及び前記第２のバッファー機構は、それぞれバッファー容量の検出機構を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射システム。
4. 液体の循環時において、
   前記第１のバッファー機構のバッファー容量の検出に基づいて前記加圧手段が制御され、
   前記第２のバッファー機構のバッファー容量の検出に基づいて前記減圧手段が制御される
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射システム。
5. 前記第１のバッファー機構は、
   第１のバッファー室と、
   前記第１のバッファー室内と外部との圧力差によって動作して前記第１のバッファー室のバッファー容量を可変可能な第１の可撓壁と、
   前記第１の可撓壁を前記バッファー容量が減少する方向に付勢する第１の付勢手段と、
   を具備することを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の液体噴射システム。
6. 前記第１のバッファー機構は、前記第１の可撓壁の位置を検出するセンサーを備え、
   前記センサーの検出結果に基づいて前記第１のバッファー室の前記バッファー容量を検出することを特徴とする請求項５記載の液体噴射システム。
7. 前記第２のバッファー機構は、
   第２のバッファー室と、
   前記第２のバッファー室内と外部との圧力差によって動作して前記第２のバッファー室のバッファー容量を可変可能な第２の可撓壁と、
   前記第２の可撓壁を前記バッファー容量が増大する方向に付勢する第２の付勢手段と、
   を具備することを特徴とする請求項１～６の何れか一項に記載の液体噴射システム。
8. 前記第２のバッファー機構は、前記第２の可撓壁の位置を検出するセンサーを備え、
   前記センサーの検出結果に基づいて前記第２のバッファー室の前記バッファー容量を検出することを特徴とする請求項７記載の液体噴射システム。

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