(57)【要約】【課題】圧力制御を簡略化することができるバルブ機構及び液体噴射システムを提供する。【解決手段】液体を噴射する液体噴射ヘッドに接続される流路に用いられるバルブ機構である第１のバルブ機構６であって、流路を開閉するバルブと、前記流路に連通する第１の連通液室６１２と、前記第１の連通液室６１２の圧力と参照圧力との差圧をバルブの作動力に変換する第１の受圧体６３と、を具備し、前記バルブの開閉を決める前記第１の連通液室６１２の閾圧力が可変可能に構成されている。【選択図】図３
2020192760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する液体噴射ヘッドに接続される流路に用いられるバルブ機構であって、
流路を開閉するバルブと、
前記流路に連通する連通液室と、
前記連通液室の圧力と参照圧力との差圧をバルブの作動力に変換する受圧体と、
を具備し、
前記バルブの開閉を決める前記連通液室の閾圧力が可変可能に構成されていることを特徴とするバルブ機構。
【請求項２】
前記受圧体の作動に応じて容積が変化する空気室と、
前記空気室の大気連通を開閉する開閉機構と、を有し、
前記空気室の圧力を前記参照圧力とすることを特徴とする請求項１記載のバルブ機構。
【請求項３】
前記空気室は、前記受圧体の作動とは独立して容積を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項２記載のバルブ機構。
【請求項４】
前記空気室に連通するバッファー室と、
前記バッファー室の壁の一部を形成して前記バッファー室の容積を変更可能な可動壁と、
を有することを特徴とする請求項３記載のバルブ機構。
【請求項５】
前記受圧体は、ベロフラムを含んで構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のバルブ機構。
【請求項６】
変形量に応じて前記バルブを開く又は閉じる向きの付勢力を発生する弾性体と、
前記弾性体の変位量を変化可能に、当該弾性体を支持する支持部材と、
を具備することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のバルブ機構。
【請求項７】
液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッド内の流路と共に形成される循環流路と、
前記循環流路の途中に設けられるバルブ機構と、を備える液体噴射システムであって、
前記液体噴射ヘッドの上流側に位置する上流流路に設けられて第１の閾圧力でバルブを開閉する第１のバルブ機構と、
前記液体噴射ヘッドの下流側に位置する下流流路に設けられて第１の閾圧力よりも低い第２の閾圧力でバルブを開閉する第２のバルブ機構と、
を具備することを特徴とする液体噴射システム。
【請求項８】
前記第１のバルブ機構は、前記第１の閾圧力で前記バルブを開閉する通常モードと、前記第１の閾圧力よりも高い閾圧力で前記バルブを開閉するブーストモードと、を選択可能に構成されており、
前記第２のバルブ機構は、前記第２の閾圧力で前記バルブを開閉する通常モードと、前記第２の閾圧力よりも低い閾圧力で前記バルブを開閉するブーストモードと、を選択可能に構成されていることを特徴とする請求項７記載の液体噴射システム。
【請求項９】
前記液体噴射ヘッドの通常動作時には、前記第１のバルブ機構及び前記第２のバルブ機構を共に通常モードとし、
前記液体噴射ヘッドの第１のメンテナンス動作時には、前記第１のバルブ機構を通常モードとし、前記第２のバルブ機構をブーストモードとすることを特徴とする請求項８記載の液体噴射システム。
【請求項１０】
前記液体噴射ヘッドの通常動作時には、前記第１のバルブ機構及び前記第２のバルブ機構を共に通常モードとし、
前記液体噴射ヘッドの第２のメンテナンス動作時には、前記第１のバルブ機構をブーストモードとし、前記第２のバルブ機構を通常モードとすることを特徴とする請求項８記載の液体噴射システム。
【請求項１１】
前記液体噴射ヘッドの通常動作時には、前記第１のバルブ機構及び前記第２のバルブ機構を共に通常モードとし、
前記液体噴射ヘッドの第３のメンテナンス動作時には、前記第１のバルブ機構をブーストモードとし、前記第２のバルブ機構をブーストモードとすることを特徴とする請求項８記載の液体噴射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッドの流路に接続されて流路を開閉するバルブを有するバルブ機構及びバルブ機構を有する液体噴射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を噴射する液体噴射ヘッドでは、例えば、液体に含まれる気泡を排出するためや、液体の増粘を抑制するため、液体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液体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）。
【０００３】
このような液体噴射システムでは、液体の圧力を検出して、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０７４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように、液体の圧力を検出して、検出結果に基づいてポンプを制御して循環系の圧力制御を行う場合、圧力制御が複雑になってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑み、圧力制御を簡略化することができるバルブ機構及び液体噴射システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射する液体噴射ヘッドに接続される流路に用いられるバルブ機構であって、流路を開閉するバルブと、前記流路に連通する連通液室と、前記連通液室の圧力と参照圧力との差圧をバルブの作動力に変換する受圧体と、を具備し、前記バルブの開閉を決める前記連通液室の閾圧力が可変可能に構成されていることを特徴とするバルブ機構にある。
【０００８】
また、本発明の他の態様は、液体を噴射する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッド内の流路と共に形成される循環流路と、前記循環流路の途中に設けられるバルブ機構と、を備える液体噴射システムであって、前記液体噴射ヘッドの上流側に位置する上流流路に設けられて第１の閾圧力でバルブを開閉する第１のバルブ機構と、前記液体噴射ヘッドの下流側に位置する下流流路に設けられて第１の閾圧力よりも低い第２の閾圧力でバルブを開閉する第２のバルブ機構と、を具備することを特徴とする液体噴射システムにある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】液体噴射システムの構成を示すブロック図である。
【図２】液体噴射ヘッドの断面図である。
【図３】第１のバルブ機構の断面図である。
【図４】第１のバルブ機構の断面図である。
【図５】第１の容積変更機構の動作を示す断面図である。
【図６】第１の弾性体及び第１の支持部材の動作を示す断面図である。
【図７】第２のバルブ機構の断面図である。
【図８】第２のバルブ機構の断面図である。
【図９】第２の容積変更機構の動作を示す断面図である。
【図１０】第２の弾性体及び第２の支持部材の動作を示す断面図である。
【図１１】液体噴射システムの電気的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（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構成を示す模式図である。図２は、液体噴射ヘッドの断面図である。
【００１１】
図１に示すように液体噴射システムは、液体噴射ヘッド１と液体収容部２と供給流路３と回収流路４とを備える。本実施形態の液体噴射システムでは、液体収容部２からの液体を、供給流路３を介して液体噴射ヘッド１に供給し、液体噴射ヘッド１からの液体を、回収流路４を介して液体収容部２に回収する。すなわち、液体噴射ヘッド１と液体収容部２との間で液体の循環が行われる。また、供給流路３と回収流路４と液体噴射ヘッド１内の流路とは、液体収容部２と液体噴射ヘッド１との間で液体を循環するための循環流路を構成する。
【００１２】
液体収容部２は、液体を収容するものである。液体収容部２は、液体を注入可能な液体タンクであってもよく、また、着脱可能な液体カートリッジであってもよい。
【００１３】
図２に示すように、液体噴射ヘッド１は、液体を液滴として噴射可能な複数のノズル１１が開口するノズル面１１ａを備える。液体噴射ヘッド１は、液体が供給される第１共通液室１２を備える。第１共通液室１２には、供給流路３と接続される導入口１２ａが開口している。すなわち、供給流路３は、液体噴射ヘッド１の導入口１２ａと接続されて液体噴射ヘッド１に液体を供給する上流流路である。
【００１４】
液体噴射ヘッド１は、第１共通液室１２と第１連通路１３を介して連通する複数の圧力室１４を備える。第１連通路１３及び圧力室１４は、ノズル１１毎に設けられている。圧力室１４の壁面の一部は振動板１５によって形成されている。
【００１５】
液体噴射ヘッド１は、複数の圧力室１４に対応する複数のアクチュエーター１６を備える。各アクチュエーター１６は、振動板１５の圧力室１４と面する部分とは反対となる面に設けられている。各アクチュエーター１６は、第１共通液室１２と異なる位置に配置された保持室１７内に保持されている。
【００１６】
液体噴射ヘッド１は、各アクチュエーター１６の駆動により、各圧力室１４内の液体に圧力変化を生じさせて各ノズル１１から液滴として噴射する。
【００１７】
このようなアクチュエーター１６は、圧力室１４内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段である。本実施形態では、アクチュエーター１６は、駆動電圧が印加されることによって変形する圧電アクチュエーターを用いた。なお、圧電アクチュエーターは、成膜及びリソグラフィー法によって形成される薄膜型の圧電アクチュエーター、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、又は、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を用いることができる。
【００１８】
液体噴射ヘッド１は、第２連通路１８を介して各圧力室１４と連通する第２共通液室１９を有する。第２共通液室１９には、回収流路４と接続される回収口１９ａが開口している。すなわち、回収流路４は、液体噴射ヘッド１の回収口１９ａと接続されて液体噴射ヘッド１から液体を回収する下流流路である。
【００１９】
供給流路３は、加圧手段５と第１のバルブ機構６とを具備する。
加圧手段５は、液体収容部２からの液体を下流側、すなわち、液体噴射ヘッド１に向かって加圧供給するものであり、加圧ポンプからなる。液体収容部２からの液体は、加圧手段５によって加圧されて第１のバルブ機構６に供給される。
【００２０】
第１のバルブ機構６は、加圧手段５と液体噴射ヘッド１とを接続する供給流路３の途中に設けられて供給流路３を開閉する部材である。第１のバルブ機構６の上流に加圧手段５が接続され、第１のバルブ機構６の下流に液体噴射ヘッド１が接続されている。第１のバルブ機構６については、詳しくは後述する。
【００２１】
回収流路４は、減圧手段７と第２のバルブ機構８とを具備する。
減圧手段７は、液体噴射ヘッド１の下流側の液体を減圧して、液体噴射ヘッド１からの液体を液体収容部２に回収するものであり、真空ポンプなどの吸引ポンプからなる。
【００２２】
第２のバルブ機構８は、減圧手段７と液体噴射ヘッド１とを接続する回収流路４の途中に設けられて回収流路４を開閉する部材である。第２のバルブ機構８の上流に液体噴射ヘッド１が接続され、第２のバルブ機構８の下流に液体収容部２が接続されている。第２のバルブ機構８については、詳しくは後述する。
【００２３】
ここで、第１のバルブ機構６について、さらに図３〜図６を参照して説明する。なお、図３は、本発明の実施形態１に係る第１のバルブ機構の閉弁状態の断面図である。図４は、第１のバルブ機構の開弁状態の断面図である。図５は、第１の容積可変機構の動作を説明する断面図である。図６は、第１の弾性体及び第１の支持部材の動作を説明する断面図である。
【００２４】
図３及び図４に示すように、第１のバルブ機構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の本体部６２は、複数の部材、本実施形態では、３つの部材を積層して形成されている。第１の本体部６２は、樹脂材料を用いて成形により安価に形成できる。もちろん、第１の本体部６２を形成する材料は、これに限定されず、金属材料で形成してもよい。また、第１の本体部６２を構成する部材の数もこれに限定されず、例えば、第１の本体部６２を１つの部材で形成してもよく、２つ以上の複数の部材で形成してもよい。
【００２５】
第１の収容室６１には、第１の受圧体６３が設けられており、第１の収容室６１は、第１の受圧体６３によって２つの部屋に区切られている。第１の受圧体６３によって区切られた第１の収容室６１の一方の部屋は、液体が充填される第１の液室６１Ａとなっており、他方の部屋は、液体が充填されない第１の空気室６１Ｂとなっている。第１の液室６１Ａ及び第１の空気室６１Ｂは、第１の受圧体６３の作動に応じてそれぞれ容積が変化する。
【００２６】
第１の受圧体６３は、第１の受圧部６３１と第１の可撓部６３２と第１のバネ受け部６３３とを具備する。
第１の受圧体６３は、第１の可撓部６３２の中央部を第１の受圧部６３１と第１のバネ受け部６３３とによって両側から挟んで形成されている。
【００２７】
第１の受圧部６３１は、第１の液室６１Ａ内に設けられている。第１のバネ受け部６３３は、第１の空気室６１Ｂ内に設けられている。そして、第１の可撓部６３２によって第１の液室６１Ａと第１の空気室６１Ｂとが区切られている。
【００２８】
第１の可撓部６３２は、ゴム又はエラストマーからなる板状の弾性材料、又は、フィルム状の樹脂材料からなる。本実施形態の第１の可撓部６３２は、ゴムで製造されている。第１の可撓部６３２の中央部には、厚さ方向に貫通した第１の貫通孔６３２ａが設けられている。第１の受圧部６３１と第１のバネ受け部６３３とは、第１の貫通孔６３２ａを介して互いに固定されている。具体的には、第１の受圧部６３１には、第１の貫通孔６３２ａに挿通される第１の固定ピン６３１ａが設けられている。また、第１のバネ受け部６３３には、第１の固定ピン６３１ａが挿入されて固定される第１の固定孔６３３ａが設けられている。第１の受圧部６３１に設けられた第１の固定ピン６３１ａを第１の液室６１Ａ側から第１の貫通孔６３２ａに挿入し、第１の空気室６１Ｂ側で第１の固定ピン６３１ａの先端を第１の固定孔６３３ａ内に挿入して固定することで、第１の受圧部６３１と第１のバネ受け部６３３とが間に第１の可撓部６３２を挟んだ状態で互いに固定されている。第１の固定ピン６３１ａは、第１の貫通孔６３２ａの内径よりも若干大きな外径を有することで第１の固定ピン６３１ａと第１の貫通孔６３２ａとは密着し、第１の液室６１Ａ内の液体が第１の貫通孔６３２ａを介して第１の空気室６１Ｂ内に漏出するのを抑制する。
【００２９】
また、第１の可撓部６３２の端部は、周方向に亘って第１の本体部６２の第１の収容室６１の内壁面に固定されている。本実施形態では、第１の可撓部６３２の端部は、第１の本体部６２を構成する積層された２つの部材の間に挟まれて固定されている。本実施形態における第１の可撓部６３２は、いわゆるベロフラムであり、第１の本体部６２に固定された端部と第１の受圧部６３１及び第１のバネ受け部６３３に挟まれた部分との間が、第１の収容室６１内で第１の液室６１Ａと第１の空気室６１Ｂとが並ぶ方向に折り返された構造を有する膜体となっている。このように第１の可撓部６３２を折り返して設けることで、第１の可撓部６３２は小さな力で容易に変形することができる。すなわち、第１の可撓部６３２は、折り返した部分が元の向きに戻るように転動することで、第１の受圧部６３１及び第１のバネ受け部６３３を第１の液室６１Ａと第１の空気室６１Ｂとの並び方向に比較的小さな力で移動することができる。ちなみに、例えば、第１の可撓部６３２を折り返さずに設けた場合、第１の受圧部６３１及び第１のバネ受け部６３３を移動するには、第１の可撓部６３２を引き伸ばすように変形する必要があり、第１の可撓部６３２を折り返した場合に比べて、比較的大きな力が必要になる。
【００３０】
このような第１の受圧体６３は、第１の可撓部６３２を変形させることで、第１の受圧部６３１及び第１のバネ受け部６３３を第１の液室６１Ａと第１の空気室６１Ｂとの区切る方向に移動することができる。
【００３１】
第１の空気室６１Ｂは、第１の本体部６２に設けられた第１の大気連通路６１Ｃを介して大気と連通する。すなわち、第１の大気連通路６１Ｃは、一端が第１の空気室６１Ｂに開口し、他端が第１の本体部６２の外部に開口している。また、詳しくは後述するが、第１の大気連通路６１Ｃの第１の本体部６２の外部への開口には、第１の大気連通路６１Ｃを開閉する第１の開閉機構１００が設けられている。このように第１の大気連通路６１Ｃに第１の開閉機構１００を設け、第１の開閉機構１００によって第１の大気連通路６１Ｃを開閉することで第１の空気室６１Ｂを大気開放、又は、密閉することができる。
【００３２】
第１のバネ受け部６３３と第１の本体部６２との間の第１の空気室６１Ｂ内には、第１の受圧体６３を第１の液室６１Ａに向かって付勢する付勢部材である第１の受圧体用バネ６４が設けられている。本実施形態の第１の受圧体用バネ６４は、圧縮コイルバネからなる。第１の受圧体用バネ６４の一端は、第１のバネ受け部６３３に当接し、第１の受圧体用バネ６４の他端は、第１の本体部６２の第１の空気室６１Ｂの内壁面に当接している。これにより、第１の受圧体用バネ６４は、第１の受圧体６３を第１の液室６１Ａの容積が減少する方向に付勢する。つまり、第１の受圧体６３は、第１の受圧体用バネ６４によって付勢されることで、第１の可撓部６３２を変形させて第１の液室６１Ａの容積を減少する方向に移動する。なお、第１の受圧体６３を付勢する付勢部材は、圧縮コイルバネからなる第１の受圧体用バネ６４に限定されず、板バネなどのその他のバネであってもよく、ゴムやエラストマー等の弾性体であってもよい。
【００３３】
第１の液室６１Ａは、第１の供給室６１１と第１の連通液室６１２とを有する。
第１の供給室６１１には、供給流路３と接続される第１の流入口６１１ａが開口している。加圧手段５によって加圧された液体は、第１の流入口６１１ａから第１の供給室６１１に供給される。
【００３４】
第１の連通液室６１２は、壁の一部が第１の受圧体６３によって形成されている。第１の連通液室６１２と第１の供給室６１１とは、第１の本体部６２の第１の壁部６２ａによって区画されている。
【００３５】
第１の連通液室６１２には、供給流路３と接続される第１の流出口６１２ａが開口している。第１の連通液室６１２内の液体は、第１の流出口６１２ａから液体噴射ヘッド１に供給される。
【００３６】
また、第１の供給室６１１には、第１の弁体６５と第１の弁座６６とを有するバルブが設けられている。詳細には、第１の連通液室６１２と第１の供給室６１１とを区画する第１の壁部６２ａには、第１の連通液室６１２と第１の供給室６１１とを連通する第１の連通口６２ｂが設けられている。第１の供給室６１１からの液体は、第１の連通口６２ｂを介して第１の連通液室６１２に流入する。この第１の連通口６２ｂが開口する第１の壁部６２ａの第１の供給室６１１側の面が第１の弁座６６となっている。すなわち、第１の弁座６６は、液体の流路となる孔として第１の連通口６２ｂを有する。なお、特に図示していないが、第１の弁座６６には、液体をはじく性質、所謂、撥液性を有する撥液膜が設けられている。撥液膜は、第１の弁座６６に直接成膜したものもでもよく、また、撥液膜が設けられた部材を第１の本体部６２に固定し、この撥液膜が設けられた部材を第１の弁座６６としてもよい。このように第１の弁座６６に撥液膜を設けることで、第１の弁座６６に第１の弁体６５が繰り返し当接することによって、液体に含まれる成分が堆積するのを抑制することができる。したがって、液体の成分の堆積によって第１の弁座６６と第１の弁体６５とに密着不良が生じるのを抑制して、閉弁状態での液体のリークを抑制することができる。
【００３７】
第１の弁体６５は、第１の固定部材６５１と第１の弾性部材６５２とを具備する。
第１の固定部材６５１は、第１の弾性部材６５２と比較して硬質、すなわち、ヤング率の高い金属や樹脂で形成されている。
第１の固定部材６５１は、第１の軸部６５１ａと第１のフランジ部６５１ｂとを具備する。
【００３８】
第１の軸部６５１ａは、第１の連通口６２ｂの内径よりも小さな外径を有する円柱状の部材からなる。第１の軸部６５１ａは、第１の連通口６２ｂに挿入された状態で、第１の壁部６２ａに対して第１の軸部６５１ａの軸方向に相対移動が可能となっている。
【００３９】
第１の軸部６５１ａの第１の連通液室６１２内の一端は、第１の連通液室６１２内で第１の受圧部６３１の中央部に当接する。
【００４０】
第１の軸部６５１ａの第１の受圧部６３１に当接する一端とは反対の他端部は、第１の供給室６１１内に位置する。第１の軸部６５１ａの第１の供給室６１１内の他端には、第１のフランジ部６５１ｂが一体的に形成されている。
【００４１】
第１のフランジ部６５１ｂは、第１の連通口６２ｂの内径よりも大きな外径を有する円盤状の部材からなる。
【００４２】
第１のフランジ部６５１ｂと第１の本体部６２との間には、付勢部材である第１の弁体用バネ６７が設けられている。本実施形態の第１の弁体用バネ６７は、圧縮コイルバネからなる。第１の弁体６５は、第１の弁体用バネ６７によって第１の軸部６５１ａの軸方向を移動方向として第１の連通液室６１２に向かって付勢されている。このように第１の弁体用バネ６７を設けることで、第１の受圧体６３が第１の弁体６５を開弁方向に押圧していない場合に、第１の弁体用バネ６７によって第１の弁体６５を閉弁方向に付勢して、第１の弁体６５を第１の弁座６６に当接させて閉弁することができる。なお、第１の弁体６５を付勢する付勢部材は、圧縮コイルバネからなる第１の弁体用バネ６７に限定されず、板バネなどのその他のバネであってもよく、ゴムやエラストマー等の弾性体であってもよい。
【００４３】
第１の弾性部材６５２は、第１の固定部材６５１よりもヤング率が低いゴム又はエラストマーからなる。
第１の弾性部材６５２は、第１のフランジ部６５１ｂの第１の弁座６６に対向する面に設けられている。本実施形態では、第１の弾性部材６５２は、第１のフランジ部６５１ｂの外周の第１の弁体用バネ６７が当接する部分以外に設けられている。
【００４４】
このような第１のバルブ機構６において、第１の弁体６５に働く力は、第１の可撓部６３２の反力と、第１の受圧体用バネ６４の付勢力と、第１の連通液室６１２内の圧力と第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力との差圧によって第１の受圧体６３に働く力と、第１の弁体用バネ６７の付勢力と、がある。第１の可撓部６３２の反力とは、変形した第１の可撓部６３２が元の形状に復元しようとする力であるが、第１の可撓部６３２としてベロフラムを用いていることによりこのような反力は非常に小さなものとなっている。
【００４５】
第１の連通液室６１２内の圧力と第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力との差圧によって第１の受圧体６３に働く力は、第１の連通液室６１２内の圧力と第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力との差圧と第１の受圧体６３の面積との積で表される。ここで、第１の連通液室６１２内の圧力とは、第１の連通液室６１２内に充填された液体の圧力のことであり、絶対圧である。また、第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力とは、第１の空気室６１Ｂ内に充填された気体の圧力のことであり、絶対圧である。第１の空気室６１Ｂが第１の大気連通路６１Ｃで大気開放されている場合、第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力は大気圧となる。
【００４６】
第１の連通液室６１２内の圧力が第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力よりも低くなると、差圧によって第１の受圧体６３は第１の連通液室６１２の容積を小さくする方向に力が働く。また、第１の連通液室６１２内の圧力が第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力よりも高くなると、差圧によって第１の受圧体６３は第１の連通液室６１２の容積を大きくする方向に力が働く。
【００４７】
第１の受圧体用バネ６４の付勢力は、第１の受圧体６３を介して第１の弁体６５を開弁方向に付勢する力である。このため、第１の受圧体用バネ６４の付勢力によって、第１の連通液室６１２内の圧力と第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力との差圧による第１の弁体６５の作動力が調整されている。例えば、第１の弁体用バネ６７の付勢力が大きいと、第１の連通液室６１２内の圧力と第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力との差圧が比較的大きい場合に、第１の受圧体６３を移動させバルブを閉弁することができる。
【００４８】
第１の弁体用バネ６７は、第１の弁体６５を第１の受圧体６３の中央に設けられた凹部に対して付勢するために設けられている。第１の弁体６５は第１の受圧体６３とは別体で構成されているが、第１の弁体用バネ６７を設けることにより、第１の弁体６５の動きは第１の受圧体６３と連動したものとなり、第１の受圧体６３の動きに合わせてバルブを閉じる向きに第１の弁体６５が移動するようになっている。
【００４９】
このような構成により、第１の連通液室６１２内の圧力と第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力との差圧が所定値に達することでバルブの開閉が行われる。なお、本発明では、バルブの開閉が行われるときの第１の連通液室６１２内の液体の圧力を閾圧力と称する。
【００５０】
このような第１のバルブ機構６では、図３に示すように、第１の弁体６５と第１の弁座６６とに隙間が形成され、第１の連通口６２ｂが開口、すなわち、バルブが開弁した状態で、加圧手段５によって第１の供給室６１１及び第１の連通液室６１２内に液体が加圧供給される。そして、加圧手段５からの液体の供給により上昇した第１の連通液室６１２内の液体の圧力と、第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力との差圧が大きくなることで、図４に示すように、第１の受圧体６３を第１の受圧体用バネ６４の付勢力に抗して第１の壁部６２ａから離れる方向に移動させる。これにより、第１の弁体６５の移動を規制していた第１の受圧体６３が移動することで、第１の弁体６５は、第１の弁体用バネ６７の付勢力によって第１の壁部６２ａに向かって移動し、第１の弁体６５と第１の弁座６６とが当接して、バルブが閉弁する。このようにバルブが閉弁することで、加圧手段５による液体の加圧供給は、第１の供給室６１１のみに行われ、第１の連通液室６１２には加圧供給は行われない。したがって、第１の連通液室６１２内は、バルブが閉弁した際の圧力である閾圧力となる。
【００５１】
また、図４に示すバルブが閉弁した状態で、第１の連通液室６１２内の液体が、第１の流出口６１２ａから下流に流出することで、第１の連通液室６１２内の液体の圧力が低下する。そして第１の連通液室６１２内の圧力低下に伴い、第１の連通液室６１２内の圧力と第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力との差圧が第１の受圧体用バネ６４の付勢力よりも小さくなることで、第１の受圧体６３は、第１の受圧体用バネ６４の付勢力によって第１の壁部６２ａに向かって移動する。この第１の受圧体６３が第１の壁部６２ａに向かう移動によって、第１の受圧体６３が第１の弁体６５を第１の弁体用バネ６７の付勢力に抗して押圧し、図３に示すように、第１の弁体６５と第１の弁座６６とに隙間が生じて、第１の連通口６２ｂが開口、すなわち、バルブが開弁する。第１のバルブ機構６では、バルブを閉弁させる第１の連通液室６１２内の圧力が閾圧力となる。つまり、第１の連通液室６１２内の圧力が閾圧力となるとバルブは閉弁し、第１の連通液室６１２内の圧力が閾圧力よりも低下するとバルブは開弁する。したがって、第１の連通液室６１２内は、閾圧力で維持されるため、第１のバルブ機構６から液体噴射ヘッド１へは、閾圧力で液体を供給する。
【００５２】
このように第１のバルブ機構６は、第１の連通液室６１２内の閾圧力によってバルブを開閉させることで、第１の連通液室６１２内の閾圧力で液体を下流に供給することができる。したがって、下流側の液体の圧力をセンサー等で検出する必要がなく、また、下流側の液体の検出した圧力に基づいて加圧手段５を制御する必要がない。
【００５３】
このような本実施形態の第１のバルブ機構６は、第１の開閉機構１００と第１の容積可変機構１１０と第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１とを具備する。
【００５４】
第１の開閉機構１００は、第１の本体部６２に設けられた第１の大気連通路６１Ｃの外部への開口を開閉するものであり、制御信号によって開閉制御が可能なバルブである。本実施形態の第１の開閉機構１００は、例えば、電磁弁からなる。
【００５５】
第１の開閉機構１００を開くことで、第１の大気連通路６１Ｃを開口させて、第１の空気室６１Ｂを大気開放する。このように、第１の開閉機構１００を開いて第１の空気室６１Ｂを大気開放することで、第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力は大気圧となる。
【００５６】
また、第１の開閉機構１００を閉じることで、第１の大気連通路６１Ｃを閉口させて、第１の空気室６１Ｂを密閉する。このように、第１の開閉機構１００を閉じて第１の空気室６１Ｂを密閉することで、第１の受圧体６３が移動しても第１の空気室６１Ｂ内の気体の供給及び排出が行われないため、第１の受圧体６３は移動し難くなる。すなわち、第１の受圧体６３がバルブの閉弁方向である第１の壁部６２ａから離れる方向に向かって移動しても、第１の大気連通路６１Ｃから気体が排出されないため、第１の受圧体６３が第１の壁部６２ａから離れる方向に向かって移動することで第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力は上昇する。このため、第１の受圧体６３がバルブの閉弁方向である第１の壁部６２ａから離れる方向に向かって移動するほど、第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力が上昇し、第１の連通液室６１２内の圧力と第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力との差圧が小さくなる。したがって、第１の開閉機構１００を閉じて第１の空気室６１Ｂを密閉した場合には、バルブを閉弁するのに必要な第１の連通液室６１２内の閾圧力は、第１の開閉機構１００を開いて第１の空気室６１Ｂを大気開放した場合の第１の連通液室６１２内の閾圧力に比べて高い圧力、つまり加圧手段５による大きな加圧が必要になる。
【００５７】
すなわち、第１のバルブ機構６のバルブの開閉を行わせる第１の連通液室６１２の閾圧力は、第１の空気室６１Ｂの大気連通を開閉する第１の開閉機構１００の開閉によって変更できる。本実施形態では、第１の開閉機構１００が開口した状態、すなわち、第１の空気室６１Ｂを大気開放した状態で、バルブを閉弁するのに必要な第１の連通液室６１２内の閾圧力を第１の閾圧力Ｐ１と称する。これに対して、第１の開閉機構１００が閉口した状態、すなわち、第１の空気室６１Ｂを密閉した状態で、バルブを閉弁するのに必要な第１の連通液室６１２内の閾圧力を第３の閾圧力Ｐ３と称する。上述のように、第１の空気室６１Ｂを密閉した場合の第３の閾圧力Ｐ３は、第１の空気室６１Ｂを大気連通させた場合の第１の閾圧力Ｐ１よりも高い。すなわち、第３の閾圧力Ｐ３＞第１の閾圧力Ｐ１となっている。本実施形態では、第１のバルブ機構６において第１の閾圧力Ｐ１でバルブを閉弁することを通常モードと称する。また、第１のバルブ機構６において第１の閾圧力Ｐ１よりも高い第３の閾圧力Ｐ３でバルブを閉弁することをブーストモードと称する。ブーストモードでは、通常モードの第１の閾圧力Ｐ１よりも高い第３の閾圧力Ｐ３でバルブが閉弁するため、第１の連通液室６１２内から下流に供給する液体の供給量は大きくなる。
さらに、第１のバルブ機構６には、第１の容積可変機構１１０が設けられている。
【００５８】
第１の容積可変機構１１０は、第１のバッファー室１１１と第１の可動壁１１２とを具備する。
第１のバッファー室１１１は、第１のシリンダー１１３の内部に設けられている。第１のシリンダー１１３は、円筒状の部材からなる。第１のバッファー室１１１は、第１の空気室６１Ｂと第１の接続路１１４を介して接続されている。
【００５９】
第１の可動壁１１２は、第１のシリンダー１１３の内部に配置されて、第１のバッファー室１１１の壁の一部を形成する。また、第１の可動壁１１２は、第１のシリンダー１１３内に移動可能に設けられている。すなわち、第１の可動壁１１２は、第１のバッファー室１１１の容積を変更可能なプランジャーとして機能する。
【００６０】
第１の可動壁１１２の外周面と第１のシリンダー１１３の内周面との間には、Ｏリングからなる第１のシール部材１１５が設けられている。第１のシール部材１１５を設けることで、第１の可動壁１１２と第１のシリンダー１１３との間をシールした状態で、第１の可動壁１１２は第１のシリンダー１１３内を移動できる。
【００６１】
また、第１の可動壁１１２には、第１の可動壁用軸部１１６と第１の可動壁用フランジ部１１７とが設けられている。第１の可動壁用軸部１１６は、一端が第１の可動壁１１２の第１のバッファー室１１１とは反対側の面に固定されている。また、第１の可動壁用軸部１１６の他端は、第１のシリンダー１１３の第１のバッファー室１１１とは反対側の開口から外部に突出して設けられている。また、第１のシリンダー１１３から突出した第１の可動壁用軸部１１６の他端には、第１の可動壁用フランジ部１１７が設けられている。第１の可動壁用フランジ部１１７を操作することで、第１の可動壁用軸部１１６を介して第１の可動壁１１２を第１のシリンダー１１３内で移動させることができる。
【００６２】
このような第１の容積可変機構１１０では、第１の可動壁１１２を移動させて、第１のバッファー室１１１の容積を減少させることで、第１の空気室６１Ｂ及び第１のバッファー室１１１を合計した容積が減少する。また、第１の可動壁１１２を移動させて、第１のバッファー室１１１の容積を増大させることで、第１の空気室６１Ｂ及び第１のバッファー室１１１を合計した容積が増大する。すなわち、第１の空気室６１Ｂは、第１の受圧体６３の作動とは独立して実質的な容積を変更可能に構成されている。
【００６３】
そして、第１の可動壁１１２によって第１のバッファー室１１１の容積を変更することで、上述した第１の開閉機構１００が閉じたブーストモードにおける第３の閾圧力Ｐ３を変更することができる。
【００６４】
すなわち、図５に示すように、第１のバッファー室１１１の容積を増大させて、第１の空気室６１Ｂ及び第１のバッファー室１１１を合計した容積を増大させると、第１の受圧体６３の移動に対する第１の空気室６１Ｂ内の圧力変動の割合が小さくなる。このため、第１のバッファー室１１１の容積を増大させた場合には、第１の受圧体６３は比較的移動し易くなり、第１の開閉機構１００を閉じたブーストモードにおけるバルブに開閉を行わせる第３の閾圧力Ｐ３は比較的低くなる。
【００６５】
これに対して、図３に示すように、第１のバッファー室１１１の容積を減少させて、第１の空気室６１Ｂ及び第１のバッファー室１１１を合計した容積を減少させると、第１の受圧体６３の移動に対する第１の空気室６１Ｂ内の圧力変動の割合は大きくなる。このため、第１のバッファー室１１１の容積を減少させた場合には、第１の受圧体６３は比較的移動し難くなり、第１の開閉機構１００を閉じたブーストモードにおけるバルブに開閉を行わせる第３の閾圧力Ｐ３は比較的高くなる。
【００６６】
このように、本実施形態の第１の容積可変機構１１０は、第１の空気室６１Ｂに連通する第１のバッファー室１１１の容積を第１の可動壁１１２によって変更することで、ブーストモードにおける第３の閾圧力Ｐ３を調整することができる。すなわち、第１の空気室６１Ｂに連通する第１のバッファー室１１１の容積を増減させることで、ブーストモードの第３の閾圧力Ｐ３を可変することができる。したがって、ブーストモードにおいて、第１のバルブ機構６の下流である液体噴射ヘッド１に供給する液体の流量を可変とすることができる。
【００６７】
なお、第１のバッファー室１１１の容積を増減させる第１の可動壁１１２の移動は、図示しない第１の容積可変機構用駆動手段によって行われる。第１の容積可変機構用駆動手段は、例えば、電動モーター、電磁石、油圧、又は、空気圧の動力と動力を伝えるギアとを組み合わせたものを用いることができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、第１の容積可変機構１１０を設けることで、ブーストモードにおける第３の閾圧力Ｐ３を可変するようにしたが、例えば、第１の容積可変機構１１０を設けることなく、第１の開閉機構１００のみを設けるようにしてもよい。このように第１の開閉機構１００のみを設けても、第１の閾圧力Ｐ１でバルブの開閉を行う通常モードと、第３の閾圧力Ｐ３でバルブの開閉を行うブーストモードとを実行することができる。
【００６９】
また、本実施形態の第１のバルブ機構６には、第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１が設けられている。
第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１は、第１の本体部６２に設けられた第１の貫通孔６２ｃ内に設けられている。
【００７０】
第１の貫通孔６２ｃは、第１の空気室６１Ｂと外部とを連通する。この第１の貫通孔６２ｃは、一端が第１の空気室６２Ｂ内の第１のバネ受け部６３３に対向する面に開口しており、第１の受圧体６３の移動方向に沿って設けられている。
【００７１】
第１の貫通孔６２ｃの第１の空気室６２Ｂ側には、第１のバネ受け部６３３から突出する第１の突起部６３３ｂが挿入されている。また、第１の貫通孔６２ｃの外部の開口側には、第１の支持部材１２１が保持されている。本実施形態では、第１の支持部材１２１の外周面には雄ねじ部１２１ａが形成されている。また、第１の貫通孔６２ｃの内周面には、第１の支持部材１２１の雄ねじ部１２１ａが螺合する雌ねじ部６２ｄが形成されている。なお、特に図示していないが、第１の支持部材１２１の雄ねじ部１２１ａと第１の貫通孔６２ｃの雌ねじ部６２ｄとの間には、シールテープ等のシール材が設けられており、第１の支持部材１２１と第１の貫通孔６２ｃとの間から第１の空気室６１Ｂ内の気体が漏出しないようになっている。つまり、本実施形態では、第１のバルブ機構６に第１の開閉機構１００を設けたため、第１の開閉機構１００が閉口した際に、第１の支持部材１２１と第１の貫通孔６２ｃとの間から第１の空気室６１Ｂ内の気体が漏出しないようにするために、第１の支持部材１２１と第１の貫通孔６２ｃとの間にシール材が必要である。ただし、例えば、第１のバルブ機構６に第１の開閉機構１００を設けずに第１の空気室６１Ｂを常に大気開放している場合には、第１の支持部材１２１と第１の貫通孔６２ｃとの間にシール材を設けずに、第１の支持部材１２１と第１の貫通孔６２ｃとの間を介して第１の空気室６１Ｂが大気開放していてもよい。
【００７２】
また、第１の支持部材１２１は、第１の貫通孔６２ｃに螺合する量によって、第１の貫通孔６２ｃ内への挿入量が変更可能となっている。これにより、第１の貫通孔６２ｃ内における第１の支持部材１２１の先端の位置を移動させることができる。
【００７３】
第１の弾性体１２０は、第１の支持部材１２１の先端面と第１の突起部６３３ｂとの間に設けられている。すなわち、第１の弾性体１２０は、一端が第１の支持部材１２１の先端に支持され、他端が第１の突起部６３３ｂに当接している。このような第１の弾性体１２０は、本実施形態では、圧縮コイルバネからなる。このため、第１の弾性体１２０は、第１の受圧体６３をバルブが開く方向に付勢する付勢力を発生する。
【００７４】
なお、第１の弾性体１２０は、圧縮コイルバネに限定されず、例えば、ゴムやエラストマー等の弾性変形可能な材料であってもよい。
【００７５】
そして、第１の弾性体１２０を支持する第１の支持部材１２１を、第１の貫通孔６２ｃ内で移動可能とすることで、第１の支持部材１２１の第１の貫通孔６２ｃ内の位置によって、第１の弾性体１２０の変位量、すなわち、第１の弾性体１２０が第１の受圧体６３を開弁方向に付勢する付勢力を調整することができる。
【００７６】
つまり、図６に示すように、第１の支持部材１２１は、その先端を第１の貫通孔６２ｃ内の第１の受圧体６３に近い位置に移動（以降、前進と称する）させることで、第１の支持部材１２１と第１の受圧体６３との距離が近くなり、第１の弾性体１２０によって第１の受圧体６３を開弁方向に付勢する付勢力は大きくなる。
【００７７】
これに対して、図３に示すように、第１の支持部材１２１は、その先端を第１の貫通孔６２ｃ内の第１の受圧体６３から離れた位置に移動（以降、後退と称する）させることで、第１の支持部材１２１と第１の受圧体６３との距離が遠くなり、第１の弾性体１２０によって第１の受圧体６３を開弁方向に付勢する付勢力は比較的小さくなる。ちなみに、第１の弾性体１２０が、第１の受圧体６３に当接しない位置まで第１の支持部材１２１を後退した場合には、第１の弾性体１２０によって第１の受圧体６３を開弁方向に付勢する付勢力は０（ゼロ）になる。
【００７８】
そして、図６に示すように、第１の弾性体１２０によって第１の受圧体６３を付勢する付勢力が大きい場合、第１の受圧体６３がバルブを開弁する方向に働く付勢力が大きくなるため、第１の受圧体６３がバルブを閉弁するのに必要な第１の連通液室６１２内の閾圧力は高くなる。
【００７９】
これに対して、図３に示すように、第１の弾性体１２０によって第１の受圧体６３を付勢する付勢力が小さい、又は、０（ゼロ）の場合、第１の受圧体６３がバルブを開弁する方向に働く付勢力が小さく、又は、０（ゼロ）になるため、第１の受圧体６３がバルブを閉弁するのに必要な第１の連通液室６１２内の閾圧力は図６の場合に比べて低くなる。
【００８０】
すなわち、第１の弁体６５と第１の弁座６６とを有するバルブの開閉を決める第１の連通液室６１２の閾圧力は、第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１によって可変可能となっている。本実施形態では、第１の支持部材１２１が第１の貫通孔６２ｃ内を第１の受圧体６３から離れた位置に後退し、第１の弾性体１２０が第１の受圧体６３を付勢しない場合に、バルブを閉弁させるのに必要な第１の連通液室６１２内の閾圧力を第１の閾圧力Ｐ１′と称する。これに対して、第１の支持部材１２１が第１の貫通孔６２ｃ内を第１の受圧体６３に近い位置に前進し、第１の弾性体１２０が第１の受圧体６３を付勢した場合に、バルブを閉弁させるのに必要な第１の連通液室６１２内の閾圧力を第４の閾圧力Ｐ４と称する。上述のように、第１の弾性体１２０によって第１の受圧体６３を開弁方向に付勢した場合の第４の閾圧力Ｐ４は、第１の弾性体１２０によって第１の受圧体６３を開弁方向に付勢しない場合の第１の閾圧力Ｐ１′よりも高い。すなわち、第４の閾圧力Ｐ４＞第１の閾圧力Ｐ１′となっている。
【００８１】
また、本実施形態では、第１のバルブ機構６において第１の閾圧力Ｐ１′でバルブを開弁することを通常モードと称する。また、第１のバルブ機構６において第１の閾圧力Ｐ１′よりも高い第４の閾圧力Ｐ４でバルブを開弁することをブーストモードと称する。
【００８２】
なお、第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１によって通常モードで動作させる第１の閾圧力Ｐ１′は、第１の弾性体１２０が第１の受圧体６３を付勢していない状態である。このため第１の弾性体１２０が第１の受圧体６３を付勢しない場合の第１の閾圧力Ｐ１′は、第１の大気連通路６１Ｃを開口して第１の空気室６１Ｂを大気開放させて通常モードで動作させる場合の第１の閾圧力Ｐ１と同じ圧力である。ただし、第１の弾性体１２０がブーストモードに比べて、第１の受圧体６３を比較的小さな付勢力で開弁方向に付勢した場合を通常モードとした場合には、第１の閾圧力Ｐ１′は、第１の空気室６１Ｂを大気開放した通常モードの第１の閾圧力Ｐ１よりも高い圧力となる。
【００８３】
また、本実施形態では、第１の貫通孔６２ｃ内における第１の支持部材１２１の先端の位置によって第１の弾性体１２０の変位量、すなわち、第１の受圧体６３をバルブの開弁方向に付勢する付勢力を変化させることができる。したがって、第１の貫通孔６２ｃ内における第１の支持部材１２１の先端位置で、バルブを閉弁させるための第１の連通液室６１２内の閾圧力を第１の閾圧力Ｐ１′と第４の閾圧力Ｐ４との間で可変することができる。このため、第１のバルブ機構６から下流の液体噴射ヘッド１に供給する液体の流量を可変することができる。
【００８４】
なお、第１の支持部材１２１の第１の貫通孔６２ｃ内における前進及び後退は、図示しない第１の支持部材用駆動手段によって行われる。第１の支持部材用駆動手段は、例えば、電動モーター、電磁石、油圧、又は、空気圧の動力と動力を伝えるギアとを組み合わせたものを用いることができる。
【００８５】
このように、第１の弾性体１２０と第１の支持部材１２１とを設けることで、第１の受圧体用バネ６４を交換することなく、バルブを閉弁するのに必要な第１の連通液室６１２の閾圧力を容易に調整することができる。ちなみに、第１の受圧体用バネ６４及び第１の弁体用バネ６７は、第１のバルブ機構６の内部に組み込まれているため、第１の受圧体用バネ６４及び第１の弁体用バネ６７として、ばね定数が異なる複数のバネを用意し、バルブを閉弁するのに必要な第１の連通液室６１２の閾圧力に応じて第１の受圧体用バネ６４及び第１の弁体用バネ６７を交換するのは困難である。本実施形態では、外部からアクセスできる第１の空気室６１Ｂ側に設けられた第１の支持部材１２１によって第１の弾性体１２０の変形量を調整して第１の受圧体６３を開弁方向に付勢する付勢力を調整することができるため、第１の受圧体用バネ６４や第１の弁体用バネ６７を交換する必要がない。また、外部からアクセスできる第１の支持部材１２１によって第１の弾性体１２０の変形量を調整することができるため、ばね定数の異なる複数の第１の受圧体用バネ６４及び複数の第１の弁体用バネ６７を用意する必要がない。
【００８６】
このように、本実施形態では、第１のバルブ機構６に、第１の開閉機構１００と、第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１とを設けるようにした。このため、第１のバルブ機構６は、第１の開閉機構１００による第１の閾圧力Ｐ１の通常モード及び第３の閾圧力Ｐ３のブーストモードと、第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１による第１の閾圧力Ｐ１′の通常モード及び第４の閾圧力Ｐ４のブーストモードと、で動作させることができる。もちろん、これら第１の開閉機構１００と、第１の容積可変機構１１０と、第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１とを組み合わせて動作させることで、様々な閾圧力でバルブを作動させることができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、第１のバルブ機構６には、第１の開閉機構１００と第１の容積可変機構１１０と第１の弾性体１２０と第１の支持部材１２１とを設けたが、特にこれに限定されない。例えば、第１のバルブ機構６には、第１の容積可変機構１１０と第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１とを設けずに、第１の開閉機構１００のみを設けるようにしてもよい。このように第１のバルブ機構６に第１の開閉機構１００のみを設けた場合であっても、第１の閾圧力Ｐ１でバルブを開閉させる通常モードと、第１の閾圧力Ｐ１よりも高い第３の閾圧力Ｐ３でバルブを開閉させるブーストモードとを実行することができる。
【００８８】
また、第１のバルブ機構６に、第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１を設けずに、第１の開閉機構１００と第１の容積可変機構１１０とを設けるようにしてもよい。このように、第１のバルブ機構６に第１の開閉機構１００及び第１の容積可変機構１１０のみを設けることで、第１の閾圧力Ｐ１でバルブを開閉する通常モードと、第１の閾圧力Ｐ１よりも高い第３の閾圧力Ｐ３でバルブを開閉させるブーストモードとを実行することができると共に、ブーストモードの第３の閾圧力Ｐ３を可変させることができる。
【００８９】
さらに、第１のバルブ機構６に、第１の開閉機構１００及び第１の容積可変機構１１０を設けずに、第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１のみを設けるようにしてもよい。このように、第１のバルブ機構６に第１の弾性体１２０及び第１の支持部材１２１のみを設けることで、第１の閾圧力Ｐ１でバルブを開閉する通常モードと、第１の閾圧力Ｐ１よりも高い第４の閾圧力Ｐ４でバルブを開閉させるブーストモードとを実行することができると共に、閾圧力を可変することができる。
【００９０】
ここで、第２のバルブ機構８について、さらに図７〜図１０を参照して説明する。なお、図７は、本発明の実施形態１に係る第２のバルブ機構の閉弁状態の断面図である。図８は、第２のバルブ機構の開弁状態の断面図である。図９は、第２の容積可変機構の動作を説明する断面図である。図１０は、第２の弾性体及び第２の支持部材の動作を説明する断面図である。
【００９１】
図７及び図８に示すように、第２のバルブ機構８は、第２の収容室８１を有する第２の本体部８２を有する。第２の本体部８２は、複数の部材、本実施形態では、２つの部材を積層して形成されている。第２の本体部８２は、樹脂材料を用いて成形により安価に形成できる。もちろん、第２の本体部８２を形成する材料は、これに限定されず、金属材料で形成してもよい。また、第２の本体部８２を構成する部材の数もこれに限定されず、例えば、第２の本体部８２を１つの部材で形成してもよく、２つ以上の複数の部材で形成してもよい。
【００９２】
第２の収容室８１には、第２の受圧体８３が設けられており、第２の収容室８１は、第２の受圧体８３によって２つの部屋に区切られている。第２の受圧体８３によって区切られた第２の収容室８１の一方の部屋は、液体が充填される第２の液室８１Ａとなっており、他方の部屋は、液体が充填されない第２の空気室８１Ｂとなっている。第２の液室８１Ａ及び第２の空気室８１Ｂは、第２の受圧体８３の作動に応じてそれぞれ容積が変化する。
【００９３】
第２の受圧体８３は、第２の受圧部８３１と第２の可撓部８３２と第２のバネ受け部８３３とを具備する。
第２の受圧体８３は、第２の可撓部８３２の中央部を第２の受圧部８３１と第２のバネ受け部８３３とによって両側から挟んで形成されている。
【００９４】
第２の受圧部８３１は、第２の空気室８１Ｂ内に設けられている。第２のバネ受け部８３３は、第２の液室８１Ａ内に設けられている。そして、第２の可撓部８３２によって第２の液室８１Ａと第２の空気室８１Ｂとが区切られている。
【００９５】
第２の可撓部８３２は、ゴム又はエラストマーからなる板状の弾性材料、又は、フィルム状の樹脂材料からなる。本実施形態の第２の可撓部８３２は、ゴムで製造されている。第２の可撓部８３２の中央部には、厚さ方向に貫通した第２の貫通孔８３２ａが設けられている。第２の受圧部８３１と第２のバネ受け部８３３とは、第２の貫通孔８３２ａを介して互いに固定されている。具体的には、第２の受圧部８３１には、第２の貫通孔８３２ａに挿通される第２の固定ピン８３１ａが設けられている。また、第２のバネ受け部８３３には、第２の固定ピン８３１ａが挿入されて固定される第２の固定孔８３３ａが設けられている。第２の受圧部８３１に設けられた第２の固定ピン８３１ａを第２の空気室８１Ｂ側から第２の貫通孔８３２ａに挿入し、第２の液室８１Ａ側で第２の固定ピン８３１ａの先端を第２の固定孔８３３ａ内に挿入して固定することで、第２の受圧部８３１と第２のバネ受け部８３３とが間に第２の可撓部８３２を挟んだ状態で互いに固定されている。第２の固定ピン８３１ａは、第２の貫通孔８３２ａの内径よりも若干大きな外径を有することで第２の固定ピン８３１ａと第２の貫通孔８３２ａとは密着し、第２の液室８１Ａ内の液体が第２の貫通孔８３２ａを介して第２の空気室８１Ｂ内に漏出するのを抑制する。
【００９６】
また、第２の可撓部８３２の端部は、周方向に亘って第２の本体部８２の第２の収容室８１の内壁面に固定されている。本実施形態では、第２の可撓部８３２の端部は、第２の本体部８２を構成する積層された２つの部材の間に挟まれて固定されている。本実施形態における第２の可撓部８３２は、いわゆるベロフラムであり、第２の本体部８２に固定された端部と第２の受圧部８３１及び第２のバネ受け部８３３に挟まれた部分との間は、第２の収容室８１内で第２の液室８１Ａと第２の空気室８１Ｂとが並ぶ方向に折り返された構造を有する膜体となっている。このように第２の可撓部８３２を折り返して設けることで、第２の可撓部８３２は小さな力で容易に変形することができる。すなわち、第２の可撓部８３２は、折り返した部分を元の向きに戻るように転動することで、第２の受圧部８３１及び第２のバネ受け部８３３を第２の液室８１Ａと第２の空気室８１Ｂとの並び方向に比較的小さな力で移動することができる。ちなみに、例えば、第２の可撓部８３２を折り返さずに設けた場合、第２の受圧部８３１及び第２のバネ受け部８３３を移動するには、第２の可撓部８３２を引き伸ばすように変形する必要があり、第２の可撓部８３２を折り返した場合に比べて、比較的大きな力が必要になる。
【００９７】
このような第２の受圧体８３は、第２の可撓部８３２を変形させることで、第２の受圧部８３１及び第２のバネ受け部８３３を第２の液室８１Ａと第２の空気室８１Ｂとの区切る方向に移動することができる。
【００９８】
第２の空気室８１Ｂは、第２の本体部８２に設けられた第２の大気連通路８１Ｃを介して大気と連通する。すなわち、第２の大気連通路８１Ｃは、一端が第２の空気室８１Ｂに開口し、他端が第２の本体部８２の外部に開口している。また、詳しくは後述するが、第２の大気連通路８１Ｃの第２の本体部８２の外部への開口には、第２の大気連通路８１Ｃを開閉する第２の開閉機構２００が設けられている。このように第２の大気連通路８１Ｃに第２の開閉機構２００を設け、第２の開閉機構２００によって第２の大気連通路８１Ｃを開閉することで第２の空気室８１Ｂを大気開放、又は、密閉することができる。
【００９９】
第２のバネ受け部８３３と第２の本体部８２との間の第２の液室８１Ａ内には、第２の受圧体８３を第２の空気室８１Ｂに向かって付勢する付勢部材である第２の受圧体用バネ８４が設けられている。本実施形態の第２の受圧体用バネ８４は、圧縮コイルバネからなる。第２の受圧体用バネ８４の一端は、第２のバネ受け部８３３に当接し、第２の受圧体用バネ８４の他端は、第２の本体部８２の第２の液室８１Ａの内壁面に当接している。これにより、第２の受圧体用バネ８４は、第２の受圧体８３を第２の液室８１Ａの容積が増大する方向に付勢する。つまり、第２の受圧体８３は、第２の受圧体用バネ８４によって付勢されることで、第２の可撓部８３２を変形させて第２の液室８１Ａの容積を増大する方向に移動する。なお、第２の受圧体８３を付勢する付勢部材は、圧縮コイルバネからなる第２の受圧体用バネ８４に限定されず、板バネなどのその他のバネであってもよく、ゴムやエラストマー等の弾性体であってもよい。
【０１００】
第２の液室８１Ａは、第２の供給室８１１と第２の連通液室８１２とを有する。
第２の供給室８１１には、回収流路４と接続される第２の流出口８１１ａが開口している。減圧手段７によって減圧されることで、第２の供給室８１１内の液体は第２の流出口８１１ａから排出される。
【０１０１】
第２の連通液室８１２は、壁の一部が第２の受圧体８３によって形成されている。第２の連通液室８１２と第２の供給室８１１とは、第２の本体部８２の第２の壁部８２ａによって区画されている。
【０１０２】
第２の連通液室８１２には、回収流路４と接続される第２の流入口８１２ａが開口している。液体噴射ヘッド１から排出された液体は、第２の流入口８１２ａを介して第２の連通液室８１２内に供給される。
【０１０３】
また、第２の供給室８１１には、第２の弁体８５と第２の弁座８６とを有するバルブが設けられている。詳細には、第２の連通液室８１２と第２の供給室８１１とを区画する第２の壁部８２ａには、第２の連通液室８１２と第２の供給室８１１とを連通する第２の連通口８２ｂが設けられている。第２の連通液室８１２の液体は第２の連通口８２ｂを介して第２の供給室８１１に流出する。この第２の連通口８２ｂが開口する第２の壁部８２ａの第２の連通液室８１２側の面が第２の弁座８６となっている。すなわち、第２の弁座８６は、液体の流路となる孔として第２の連通口８２ｂを有する。なお、特に図示していないが、第２の弁座８６には、液体をはじく性質、所謂、撥液性を有する撥液膜が設けられている。撥液膜は、第２の弁座８６に直接成膜したものもでもよく、また、撥液膜が設けられた部材を第２の本体部８２に固定し、この撥液膜が設けられた部材を第２の弁座８６としてもよい。このように第２の弁座８６に撥液膜を設けることで、第２の弁座８６に第２の弁体８５が繰り返し当接することによって、液体に含まれる成分が堆積するのを抑制することができる。したがって、液体の成分の堆積によって第２の弁座８６と第２の弁体８５とに密着不良が生じるのを抑制して、閉弁状態での液体のリークを抑制することができる。
第２の弁体８５は、第２の固定部材８５１と第２の弾性部材８５２とを具備する。
【０１０４】
第２の固定部材８５１は、第２の弾性部材８５２と比較して硬質、すなわち、ヤング率の高い金属や樹脂で形成されている。
第２の固定部材８５１は、第２の軸部８５１ａと第２のフランジ部８５１ｂと弁体用バネ受け部８５１ｃとを具備する。
【０１０５】
第２の軸部８５１ａは、第２の連通口８２ｂの内径よりも小さな外径を有する円柱状の部材からなる。第２の軸部８５１ａは、第２の連通口８２ｂに挿入された状態で、第２の壁部８２ａに対して第２の軸部８５１ａの軸方向に相対移動が可能となっている。
【０１０６】
第２の軸部８５１ａの一端は、第２の供給室８１１内に位置する。
第２の軸部８５１ａの他端は、第２の連通液室８１２内に位置する。また、第２の軸部８５１ａの第２の連通液室８１２内の他端には、第２のフランジ部８５１ｂが一体的に形成されている。
【０１０７】
第２のフランジ部８５１ｂは、第２の受圧体８３の第２のバネ受け部８３３の中央部に当接する。
第２のフランジ部８５１ｂは、第２の連通口８２ｂの内径よりも大きな外径を有する円盤状の部材からなる。
第２のフランジ部８５１ｂからは弁体用バネ受け部８５１ｃが第２の受圧体８３に向かって延設されている。
【０１０８】
弁体用バネ受け部８５１ｃと第２の本体部８２との間には、付勢部材である第２の弁体用バネ８７が設けられている。本実施形態の第２の弁体用バネ８７は、圧縮コイルバネからなる。第２の弁体８５は、第２の弁体用バネ８７によって第２の軸部８５１ａの軸方向を移動方向として第２の空気室８１Ｂに向かって付勢されている。このように第２の弁体用バネ８７を設けることで、第２の受圧体８３が第２の弁体８５を閉弁方向に押圧していない場合に、第２の弁体用バネ８７によって第２の弁体８５を開弁方向に付勢して、バルブを開弁することができる。なお、第２の弁体８５を付勢する付勢部材は、圧縮コイルバネからなる第２の弁体用バネ８７に限定されず、板バネなどのその他のバネであってもよく、ゴムやエラストマー等の弾性体であってもよい。
【０１０９】
第２の弾性部材８５２は、第２の固定部材８５１よりもヤング率が低いゴム又はエラストマーからなる。
第２の弾性部材８５２は、第２のフランジ部８５１ｂの第２の弁座８６に対向する面に設けられている。
【０１１０】
このような第２のバルブ機構８において、第２の弁体８５に働く力は、第２の可撓部８３２の反力と、第２の受圧体用バネ８４の付勢力と、第２の連通液室８１２内の圧力と第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力との差圧によって第２の受圧体８３に働く力と、第２の弁体用バネ８７の付勢力と、がある。
【０１１１】
第２の可撓部８３２の反力とは、変形した第２の可撓部８３２が元の形状に復元しようとする力であるが、第２の可撓部８３２としてベロフラムを用いていることによりこのような反力は非常に小さなものとなっている。
【０１１２】
第２の連通液室８１２内の圧力と第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力との差圧によって第２の受圧体８３に働く力は、第２の連通液室８１２内の圧力と第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力との差圧と第２の受圧体８３の面積との積で表される。ここで、第２の連通液室８１２内の圧力とは、第２の連通液室８１２内に充填された液体の圧力のことであり、絶対圧である。また、第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力とは、第２の空気室８１Ｂ内に充填された気体の圧力のことであり、絶対圧である。第２の空気室８１Ｂが第１の大気連通路６１Ｃで大気開放されている場合、第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力は大気圧となる。
【０１１３】
第２の連通液室８１２内の圧力が第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力よりも低くなると、差圧によって第２の受圧体８３は第２の連通液室８１２の容積を小さくする方向に力が働く。また、第２の連通液室８１２内の圧力が第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力よりも高くなると、差圧によって第２の受圧体８３は第２の連通液室８１２の容積を大きくする方向に力が働く。
【０１１４】
第２の受圧体用バネ８４の付勢力は、第２の受圧体８３を介して第２の弁体８５を開弁方向に付勢する力である。このため、第２の受圧体用バネ８４の付勢力によって、第２の連通液室８１２内の圧力と第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力との差圧による第２の弁体８５の作動力が調整されている。例えば、第２の受圧体用バネ８４の付勢力が大きいと、第２の連通液室８１２内の圧力と第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力との差圧が比較的大きい場合に第２の受圧体８３を移動させてバルブを閉弁することができる。
【０１１５】
第２の弁体用バネ８７は、第２の弁体８５を第２の受圧体８３の中央に設けられた突起部に対して付勢するために設けられている。第２の弁体８５は第２の受圧体８３とは別体で構成されているが、これにより、第２の弁体８５の動きは第２の受圧体８３と連動したものとなり、第２の受圧体８３の動きに合わせてバルブを開く向きに第２の弁体８５が移動するようになっている。
【０１１６】
このような構成により、第２の連通液室８１２内の圧力と第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力との差圧が所定値に達することでバルブの開閉が行われる。なお、本発明では、バルブの開閉が行われるときの第２の連通液室８１２内の液体の圧力を閾圧力と称する。
【０１１７】
このような第２のバルブ機構８では、図７に示すように、第２の弁体８５と第２の弁座８６とに隙間が形成され、第２の連通口８２ｂが開口、すなわち、バルブが開弁した状態で、減圧手段７によって第２の供給室８１１及び第２の連通液室８１２内の液体が減圧される。そして、減圧手段７による液体の減圧により低下した第２の連通液室８１２内の液体の圧力と、第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力との差圧が大きくなることで、図８に示すように、第２の受圧体８３を第２の受圧体用バネ８４の付勢力に抗して第２の壁部８２ａに近づく方向に移動させる。この第２の受圧体８３の移動によって第２の弁体８５を第２の弁体用バネ８７の付勢力に抗して第２の壁部８２ａに向かって押圧し、第２の弁体８５と第２の弁座８６とが当接して、バルブが閉弁する。このようにバルブが閉弁することで、減圧手段７による液体の減圧は、第２の供給室８１１のみに行われ、第２の連通液室８１２には減圧は行われない。したがって、第２の連通液室８１２内は、バルブが閉弁した際の圧力である閾圧力となる。なお、液体噴射システムにおいて、下流流路である回収流路４に設けられた第２のバルブ機構８のバルブを開閉する閾圧力は、上流流路である供給流路３に設けられた第１のバルブ機構６のバルブを開閉する閾圧力よりも低い。これにより、第１のバルブ機構６が液体噴射ヘッド１に供給する液体の圧力よりも、第２のバルブ機構８が液体噴射ヘッド１から回収する液体の圧力を低くすることができ、液体噴射ヘッド１のノズル１１内の液体の圧力を大気圧に対して負圧にし易い。
【０１１８】
また、図８に示すバルブの閉弁した状態で、液体噴射ヘッド１から第２の流入口８１２ａを介して第２の連通液室８１２内に液体が供給されることで、第２の連通液室８１２内の液体の圧力が上昇する。そして、第２の連通液室８１２内の圧力上昇に伴い、第２の連通液室８１２と第２の空気室８１Ｂの参照圧力との差圧が第２の受圧体用バネ８４の付勢力よりも小さくなることで、第２の受圧体８３は、第２の受圧体用バネ８４の付勢力によって第２の壁部８２ａから離れる方向に移動する。この第２の受圧体８３が第２の壁部８２ａから離れる方向に向かう移動によって、第２の弁体用バネ８７の付勢力で第２の弁体８５が第２の壁部８２ａから離れる方向に移動し、図７に示すように、第２の弁体８５と第２の弁座８６との間に隙間が生じて、第２の連通口８２ｂが開口、すなわち、バルブが開弁する。つまり、第２の連通液室８１２内の圧力が閾圧力となるとバルブは閉弁し、第２の連通液室８１２内の圧力が閾圧力よりも上昇するとバルブは開弁する。したがって、第２の連通液室８１２内は、閾圧力で維持されるため、第２のバルブ機構８は液体噴射ヘッド１から閾圧力で液体を回収する。
【０１１９】
このように第２のバルブ機構８は、第２の連通液室８１２内の閾圧力によってバルブを開閉させることで、第２の連通液室８１２内の閾圧力で上流の液体を回収することができる。したがって、上流側の液体の圧力をセンサー等で検出する必要がなく、また、上流側の液体の検出した圧力に基づいて減圧手段７を制御する必要がない。
このような本実施形態の第２のバルブ機構８は、第２の開閉機構２００と第２の容積可変機構２１０と第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１とを具備する。
【０１２０】
第２の開閉機構２００は、第２の本体部８２に設けられた第１の大気連通路６１Ｃの外部への開口を開閉するものであり、制御信号によって開閉制御が可能なバルブである。本実施形態の第１の開閉機構１００は、例えば、電磁弁からなる。
【０１２１】
第２の開閉機構２００を開くことで、第２の大気連通路８１Ｃを開口させて、第２の空気室８１Ｂを大気開放する。このように、第２の開閉機構２００を開いて第２の空気室８１Ｂを大気開放することで、第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力は大気圧となる。
【０１２２】
また、第２の開閉機構２００を閉じることで、第２の大気連通路８１Ｃを閉口させて、第２の空気室８１Ｂを密閉する。このように、第２の開閉機構２００を閉じて第２の空気室８１Ｂを密閉することで、第２の受圧体８３が移動しても第２の空気室８１Ｂ内の気体の供給及び排出が行われないため、第２の受圧体８３は移動し難くなる。すなわち、第２の受圧体８３がバルブの閉弁方向である第２の壁部８２ａに向かって移動しても第２の大気連通路８１Ｃから気体が補充されないため、第２の受圧体８３が第２の壁部８２ａに向かって移動することで第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力は低下する。このため、第２の受圧体８３がバルブの閉弁方向である第２の壁部８２ａに向かって移動するほど、第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力が低下し、第２の連通液室８１２内の圧力と第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力との差圧が小さくなる。したがって、第２の開閉機構２００を閉じて第２の空気室８１Ｂを密閉した場合には、バルブを閉弁するのに必要な第２の連通液室８１２内の閾圧力は、第２の開閉機構２００を開いて第２の空気室８１Ｂを大気開放した場合の第２の連通液室８１２内の閾圧力に比べて低い圧力、つまり、減圧手段７による大きな減圧が必要となる。
【０１２３】
すなわち、第２のバルブ機構８のバルブの開閉を行わせる第２の連通液室８１２の閾圧力は、第２の空気室８１Ｂの大気連通を開閉する第２の開閉機構２００の開閉によって変更できる。本実施形態では、第２の開閉機構２００が開口した状態、すなわち、第２の空気室８１Ｂを大気開放した状態で、バルブを閉弁するのに必要な第２の連通液室８１２内の閾圧力を第２の閾圧力Ｐ２と称する。これに対して、第２の開閉機構２００が閉口した状態、すなわち、第２の空気室８１Ｂを密閉した状態で、バルブを閉弁するのに必要な第２の連通液室８１２内の閾圧力を第５の閾圧力Ｐ５と称する。上述のように、第２の空気室８１Ｂを密閉した場合の第５の閾圧力Ｐ５は、第２の空気室８１Ｂを大気連通させた場合の第２の閾圧力Ｐ２よりも低い。すなわち、第５の閾圧力Ｐ５＜第２の閾圧力Ｐ２となっている。本実施形態では、第２のバルブ機構８において第２の閾圧力Ｐ２でバルブを閉弁することを通常モードと称する。また、第２のバルブ機構８において第２の閾圧力Ｐ２よりも低い第５の閾圧力Ｐ５でバルブを閉弁することをブーストモードと称する。ブーストモードでは、通常モードの第２の閾圧力Ｐ２よりも低い第５の閾圧力Ｐ５でバルブが閉弁するため、第２の連通液室８１２が上流から回収する液体の流量は大きくなる。
さらに、第２のバルブ機構８には、第２の容積可変機構２１０が設けられている。
【０１２４】
第２の容積可変機構２１０は、第２のバッファー室２１１と第２の可動壁２１２とを具備する。
第２のバッファー室２１１は、第２のシリンダー２１３の内部に設けられている。第２のシリンダー２１３は、円筒状の部材からなる。第２のバッファー室２１１は、第２の空気室８１Ｂと第２の接続路２１４を介して接続されている。
【０１２５】
第２の可動壁２１２は、第２のシリンダー２１３の内部に配置されて、第２のバッファー室２１１の壁の一部を形成する。また、第２の可動壁２１２は、第２のシリンダー２１３内に移動可能に設けられている。すなわち、第２の可動壁２１２は、第２のバッファー室２１１の容積を変更可能なプランジャーとして機能する。
【０１２６】
第２の可動壁２１２の外周面と第２のシリンダー２１３の内周面との間には、Ｏリングからなる第２のシール部材２１５が設けられている。第２のシール部材２１５を設けることで、第２の可動壁２１２と第２のシリンダー２１３との間をシールした状態で、第２の可動壁２１２は第２のシリンダー２１３内を移動できる。
【０１２７】
また、第２の可動壁２１２には、第２の可動壁用軸部２１６と第２の可動壁用フランジ部２１７とが設けられている。第２の可動壁用軸部２１６は、一端が第２の可動壁２１２の第２のバッファー室２１１とは反対側の面に固定されている。また、第２の可動壁用軸部２１６の他端は、第２のシリンダー２１３の第２のバッファー室２１１とは反対側の開口から外部に突出して設けられている。また、第２のシリンダー２１３から突出した第２の可動壁用軸部２１６の他端には、第２の可動壁用フランジ部２１７が設けられている。第２の可動壁用フランジ部２１７を操作することで、第２の可動壁用軸部２１６を介して第２の可動壁２１２を第２のシリンダー２１３内で移動させることができる。
【０１２８】
このような第２の容積可変機構２１０では、第２の可動壁２１２を移動させて、第２のバッファー室２１１の容積を減少させることで、第２の空気室８１Ｂ及び第２のバッファー室２１１を合計した容積が減少する。また、第２の可動壁２１２を移動させて、第２のバッファー室２１１の容積を増大させることで、第２の空気室８１Ｂ及び第２のバッファー室２１１を合計した容積が増大する。すなわち、第２の空気室８１Ｂは、第２の受圧体８３の作動とは独立して実質的な容積を変更可能に構成されている。
【０１２９】
そして、第２の可動壁２１２によって第２のバッファー室２１１の容積を変更することで、上述した第２の開閉機構２００が閉じたブーストモードにおける第５の閾圧力Ｐ５を変更することができる。
【０１３０】
すなわち、図９に示すように、第２のバッファー室２１１の容積を増大させて、第２の空気室８１Ｂ及び第２のバッファー室２１１を合計した容積を増大させると、第２の受圧体８３の移動に対する第２の空気室８１Ｂ内の圧力変動の割合が小さくなる。このため、第２のバッファー室２１１の容積を増大させた場合には、第２の受圧体８３は比較的移動し易くなり、第２の開閉機構２００を閉じたブーストモードにおける第５の閾圧力Ｐ５は比較的高くなる。
【０１３１】
これに対して、図７に示すように、第２のバッファー室２１１の容積を減少させて、第２の空気室８１Ｂ及び第２のバッファー室２１１を合計した容積を減少させると、第２の受圧体８３の移動に対する第２の空気室８１Ｂ内の圧力変動の割合は大きくなる。このため、第２のバッファー室２１１の容積を減少させた場合には、第２の受圧体８３は比較的移動し難くなり、第２の開閉機構２００を閉じたブーストモードにおける第５の閾圧力Ｐ５は比較的低くなる。
【０１３２】
このように、本実施形態の第２の容積可変機構２１０は、第２の空気室８１Ｂに連通する第２のバッファー室２１１の容積を第２の可動壁２１２によって変更することで、ブーストモードにおける第５の閾圧力Ｐ５を調整することができる。すなわち、第２の空気室８１Ｂに連通する第２のバッファー室２１１の容積を増減させることで、ブーストモードの第５の閾圧力Ｐ５を可変することができる。したがって、ブーストモードにおいて、第２のバルブ機構８の上流である液体噴射ヘッド１から回収する液体の流量を可変することができる。
【０１３３】
なお、第２のバッファー室２１１の容積を増減させる第２の可動壁２１２の移動は、図示しない第２の容積可変機構用駆動手段によって行われる。第２の容積可変機構用駆動手段は、例えば、電動モーター、電磁石、油圧、又は、空気圧の動力と動力を伝えるギアとを組み合わせたものを用いることができる。
【０１３４】
なお、本実施形態では、第２の容積可変機構２１０を設けることで、ブーストモードにおける第５の閾圧力Ｐ５を可変するようにしたが、例えば、第２の容積可変機構２１０を設けることなく、第２の開閉機構２００のみを設けるようにしてもよい。このように第２の開閉機構２００のみを設けても、第２の閾圧力Ｐ２でバルブの開閉を行う通常モードと、第５の閾圧力Ｐ５でバルブの開閉を行うブーストモードとを実行することができる。
【０１３５】
また、本実施形態の第２のバルブ機構８には、第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１が設けられている。
【０１３６】
第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１は、第２の本体部８２に設けられた第２の貫通孔８２ｃ内に設けられている。
【０１３７】
第２の貫通孔８２ｃは、第２の空気室８２Ｂと外部とを連通する。この第２の貫通孔８２ｃは、一端が第２の空気室８２Ｂ内の第２の受圧部８３１に対向する面に開口しており、第２の受圧体８３の移動方向に沿って設けられている。
【０１３８】
第２の貫通孔８２ｃの第２の空気室８２Ｂ側には、第２の受圧部８３１から突出する第２の突起部８３１ｂが挿入されている。また、第２の貫通孔８２ｃの外部の開口側には、第２の支持部材２２１が保持されている。本実施形態では、第２の支持部材２２１の外周面には雄ねじ部２２１ａが形成されている。また、第２の貫通孔８２ｃの内周面には、第２の支持部材２２１の雄ねじ部２２１ａが螺合する雌ねじ部８２ｄが形成されている。なお、特に図示していないが、第２の支持部材２２１の雄ねじ部２２１ａと第２の貫通孔８２ｃの雌ねじ部８２ｄとの間には、シールテープ等のシール材が設けられており、第２の支持部材２２１と第２の貫通孔８２ｃとの間から第２の空気室８１Ｂ内の気体が漏出しないようになっている。つまり、本実施形態では、第２のバルブ機構８に第２の開閉機構２００を設けたため、第２の開閉機構２００が閉口した際に、第２の支持部材２２１と第２の貫通孔８２ｃとの間から第２の空気室８１Ｂ内の気体が漏出しないようにするために、第２の支持部材２２１と第２の貫通孔８２ｃとの間にシール材が必要である。ただし、例えば、第２のバルブ機構８に第２の開閉機構２００を設けずに第２の空気室８１Ｂを常に大気開放している場合には、第２の支持部材２２１と第２の貫通孔８２ｃとの間にシール材を設けずに、第２の支持部材２２１と第２の貫通孔８２ｃとの間を介して第２の空気室８１Ｂが大気開放していてもよい。
【０１３９】
また、第２の支持部材２２１は、第２の貫通孔８２ｃに螺合する量によって、第２の貫通孔８２ｃ内への挿入量が変更可能となっている。これにより、第２の貫通孔８２ｃ内における第２の支持部材２２１の先端の位置を移動させることができる。
【０１４０】
第２の弾性体２２０は、第２の支持部材２２１の先端面と第２の突起部８３１ｂとの間に設けられている。すなわち、第２の弾性体２２０は、一端が第２の支持部材２２１の先端に支持され、他端が第２の突起部８３１ｂに当接している。このような第２の弾性体２２０は、本実施形態では、圧縮コイルバネからなる。このため、第２の弾性体２２０は、第２の受圧体８３をバルブが閉じる方向に付勢する付勢力を発生する。
【０１４１】
なお、第２の弾性体２２０は、圧縮コイルバネに限定されず、例えば、ゴムやエラストマー等の弾性変形可能な材料であってもよい。
【０１４２】
そして、第２の弾性体２２０を支持する第２の支持部材２２１を、第２の貫通孔８２ｃ内で移動可能とすることで、第２の支持部材２２１の第２の貫通孔８２ｃ内の位置によって、第２の弾性体２２０の変位量、すなわち、第２の弾性体２２０が第２の受圧体８３を付勢する付勢力を調整することができる。
【０１４３】
つまり、第２の支持部材２２１は、その先端を第２の貫通孔８２ｃ内の第２の受圧体８３に近い位置に移動（以降、前進と称する）させることで、第２の支持部材２２１と第２の受圧体８３との距離が近くなり、第２の弾性体２２０によって第２の受圧体８３を閉弁方向に付勢する付勢力は大きくなる。
【０１４４】
これに対して、第２の支持部材２２１は、その先端を第２の貫通孔８２ｃ内の第２の受圧体８３から離れた位置に移動（以降、後退と称する）させることで、第２の支持部材２２１と第２の受圧体８３との距離が遠くなり、第２の弾性体２２０によって第２の受圧体８３を閉弁方向に付勢する付勢力は比較的小さくなる。ちなみに、第２の弾性体２２０が、第２の受圧体８３に当接しない位置まで第２の支持部材２２１を後退した場合には、第２の弾性体２２０によって第２の受圧体８３を閉弁方向に付勢する付勢力は０（ゼロ）になる。
【０１４５】
そして、第２の弾性体２２０によって第２の受圧体８３を付勢する付勢力が大きい場合、第２の受圧体８３がバルブを閉弁する方向に働く力が大きくなるため、第２の受圧体用バネ８４の開弁方向に働く付勢力に抗するために、差圧により働かせる力は、第２の弾性体２２０の付勢力の分だけ小さくて済む。このため、第２の受圧体８３がバルブを閉弁するのに必要な第２の連通液室８１２内の閾圧力は比較的高なる。
【０１４６】
これに対して、第２の弾性体２２０によって第２の受圧体８３を付勢する付勢力が小さい、又は、０（ゼロ）の場合、第２の受圧体８３がバルブを閉弁する方向に働く付勢力が小さく、又は、０（ゼロ）になるため、第２の受圧体８３がバルブを閉弁するのに必要な第２の連通液室８１２内の閾圧力は比較的低なる。
【０１４７】
すなわち、第２の弁体８５と第２の弁座８６とを有するバルブの開閉を決める第２の連通液室８１２の閾圧力は、第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１によって可変可能となっている。本実施形態では、第２の支持部材２２１が第２の貫通孔８２ｃ内を第２の受圧体８３に近い位置に前進し、第２の弾性体２２０が第２の受圧体８３を付勢した場合に、バルブを閉弁させるのに必要な第２の連通液室８１２内の閾圧力を第２の閾圧力Ｐ２′と称する。これに対して、第２の支持部材２２１が第２の貫通孔８２ｃ内を第２の受圧体８３に離れた位置に後退し、第２の弾性体２２０が第２の受圧体８３を付勢しない場合に、バルブを閉弁させるのに必要な第２の連通液室８１２内の閾圧力を第６の閾圧力Ｐ６と称する。上述のように、第２の弾性体２２０によって第２の受圧体８３を閉弁方向に付勢しない場合の第６の閾圧力Ｐ６は、第２の弾性体２２０によって第２の受圧体８３を閉弁方向に付勢した場合の第２の閾圧力Ｐ２′よりも低い。すなわち、第６の閾圧力Ｐ６＜第２の閾圧力Ｐ２′となっている。
【０１４８】
また、本実施形態では、第２のバルブ機構８において第２の閾圧力Ｐ２′でバルブを閉弁することを通常モードと称する。また、第２のバルブ機構８において第２の閾圧力Ｐ２′よりも低い第６の閾圧力Ｐ６でバルブを閉弁することをブーストモードと称する。
【０１４９】
なお、第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１によってブーストモードで動作させる第６の閾圧力Ｐ６は、第２の弾性体２２０が第２の受圧体８３を付勢しない状態である。このため、第２の弾性体２２０が第２の受圧体８３を付勢しない場合の第６の閾圧力Ｐ６は、第２の大気連通路８１Ｃを開口して第２の空気室８１Ｂを大気開放した通常モードで動作させる場合の第２の閾圧力Ｐ２と同じ圧力である。ただし、第２の弾性体２２０が通常モードに比べて、第２の受圧体８３を比較的小さな付勢力で閉弁方向に付勢した場合をブーストモードとした場合には、第６の閾圧力Ｐ６は、第２の空気室８１Ｂを大気開放した通常モードの第２の閾圧力Ｐ２よりも高い圧力となる。
【０１５０】
また、本実施形態では、第２の貫通孔８２ｃ内における第２の支持部材２２１の先端の位置によって第２の弾性体２２０の変位量、すなわち、第２の受圧体８３をバルブの閉弁方向に付勢する付勢力を変化させることができる。したがって、第２の貫通孔８２ｃ内における第２の支持部材２２１の先端位置で、バルブを閉弁させることができる第２の連通液室８１２内の閾圧力を第２の閾圧力Ｐ２′と第６の閾圧力Ｐ６との間で可変することができる。このため、第２のバルブ機構８よりも上流の液体噴射ヘッド１から回収する液体の流量を可変することができる。
【０１５１】
なお、第２の支持部材２２１の第２の貫通孔８２ｃ内における前進及び後退は、図示しない第２の支持部材用駆動手段によって行われる。第２の支持部材用駆動手段は、例えば、電動モーター、電磁石、油圧、又は、空気圧の動力と動力を伝えるギアとを組み合わせたものを用いることができる。
【０１５２】
このように、第２の弾性体２２０と第２の支持部材２２１とを設けることで、第２の受圧体用バネ８４を交換することなく、バルブを閉弁するのに必要な第２の連通液室８１２の閾圧力を容易に調整することができる。ちなみに、第２の受圧体用バネ８４及び第２の弁体用バネ８７は、第２のバルブ機構８の内部に組み込まれているため、第２の受圧体用バネ８４及び第２の弁体用バネ８７として、ばね定数が異なる複数のバネを用意し、バルブを閉弁するのに必要な第２の連通液室８１２の閾圧力に応じて第２の受圧体用バネ８４及び第２の弁体用バネ８７を交換するのは困難である。本実施形態では、外部からアクセスできる第２の空気室８１Ｂ側に設けられた第２の支持部材２２１によって第２の弾性体２２０の変形量を調整して第２の受圧体８３を閉弁方向に付勢する付勢力を調整することができるため、第２の受圧体用バネ８４や第２の弁体用バネ８７を交換する必要がない。また、外部からアクセスできる第２の支持部材２２１によって第２の弾性体２２０の変形量を調整することができるため、ばね定数の異なる複数の第２の受圧体用バネ８４及び複数の第２の弁体用バネ８７を用意する必要がない。
【０１５３】
このように、本実施形態では、第２のバルブ機構８に、第２の開閉機構２００と、第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１とを設けるようにした。このため、第２のバルブ機構８は、第２の開閉機構２００による第２の閾圧力Ｐ２の通常モード及び第５の閾圧力Ｐ５のブーストモードと、第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１による第２の閾圧力Ｐ２′の通常モード及び第６の閾圧力Ｐ６のブーストモードと、で動作させることができる。もちろん、これら第２の開閉機構２００と、第２の容積可変機構２１０と、第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１とを組み合わせて動作させることで、様々な閾圧力でバルブを作動させることができる。
【０１５４】
なお、本実施形態では、第２のバルブ機構８には、第２の開閉機構２００と第２の容積可変機構２１０と第２の弾性体２２０と第２の支持部材２２１とを設けたが、特にこれに限定されない。例えば、第２のバルブ機構８には、第２の容積可変機構２１０と第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１とを設けずに、第２の開閉機構２００のみを設けることで、第２の閾圧力Ｐ２でバルブを開閉させる通常モードと、第２の閾圧力Ｐ２よりも低い第５の閾圧力Ｐ５でバルブを開閉させるブーストモードとを実行することができる。また、第２のバルブ機構８に、第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１を設けずに、第２の開閉機構２００と第２の容積可変機構２１０とを設けることで、ブーストモードの第５の閾圧力Ｐ５を可変させることができる。さらに、第２のバルブ機構８に、第２の開閉機構２００及び第２の容積可変機構２１０を設けずに、第２の弾性体２２０及び第２の支持部材２２１のみを設けることで、第２の閾圧力Ｐ２′でバルブを開閉させる通常モードと、第２の閾圧力Ｐ２′よりも低い第６の閾圧力Ｐ６でバルブを開閉させるブーストモードとを実行させることができる。
【０１５５】
また、液体噴射システムは、図１１に示すように、当該液体噴射システムを構成する構成要素の制御を行う制御部３００を有する。
【０１５６】
制御部３００は、液体噴射ヘッド１、加圧手段５、及び、減圧手段７を制御する。制御部３００は、液体噴射ヘッド１を制御してノズル１１から液滴を噴射させることで、液体噴射ヘッド１に記録、描画、塗布などの通常の動作を行わせる。また、制御部３００は、加圧手段５及び減圧手段７を制御することで、液体噴射ヘッド１と液体収容部２との間で液体の循環を行わせる。
【０１５７】
また、制御部３００は、第１の開閉機構１００、第１の容積可変機構１１０を駆動する第１の容積可変機構用駆動手段、及び、第１の支持部材１２１を駆動する第１の支持部材用駆動手段を制御する。このように制御部３００が、第１の開閉機構１００、第１の容積可変機構用駆動手段、及び、第１の支持部材用駆動手段を制御することで、第１の連通液室６１２内の閾圧力が第１の閾圧力Ｐ１又はＰ１′となる通常モードによる動作と、第１の連通液室６１２内の閾圧力が第３の閾圧力Ｐ３又は第４の閾圧力Ｐ４となるブーストモードによる動作と、を切り替える。
【０１５８】
さらに、制御部３００は、第２の開閉機構２００、第２の容積可変機構２１０を駆動する第２の容積可変機構駆動手段、及び、第２の支持部材２２１を駆動する第２の支持部材用駆動手段を制御する。このように制御部３００が、第２の開閉機構２００、第２の容積可変機構駆動手段、及び、第２の支持部材用駆動手段を制御することで、第２の連通液室８１２内の閾圧力が第２の閾圧力Ｐ２又はＰ２′となる通常モードによる動作と、第２の連通液室８１２内の閾圧力が第５の閾圧力Ｐ５又は第６の閾圧力Ｐ６となるブーストモードによる動作と、を切り替える。
【０１５９】
このような制御部３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理装置と、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)などの半導体メモリ等の記憶媒体とを含んで構成され、記憶媒体に記憶されたプログラムを処理装置が実行することで制御を行う。
【０１６０】
なお、制御部３００は、構成要素を個別に制御するものを複数設けることもできるし、複数の構成要素を総合的に制御するものを設けることもできる。
【０１６１】
このような液体噴射システムでは、加圧手段５の加圧力は、第１のバルブ機構６のバルブを開閉する第１の連通液室６１２内の閾圧力に調整されて、液体噴射ヘッド１に液体が供給される。また、減圧手段７の減圧力は、第２のバルブ機構８のバルブを開閉する第２の連通液室８１２内の閾圧力に調整されて、液体噴射ヘッド１から液体を回収する。第２の連通液室８１２内の閾圧力は第１の連通液室６１２内の閾圧力よりも小さくされており、これにより、液体噴射ヘッド１と液体収容部２との間で液体が循環する。
【０１６２】
ここで、第１のバルブ機構６の通常モード及びバーストモードと、第２のバルブ機構８の通常モード及びバッファーモードは、以下の組み合わせで実行することができる。
【０１６３】
【表１】
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【０１６４】
通常動作では、第１のバルブ機構６は、第１の閾圧力Ｐ１又はＰ１′でバルブを開閉する通常モードで動作させ、第２のバルブ機構８は、第２の閾圧力Ｐ２又はＰ２′でバルブを開閉する通常モードで動作させる。このような通常動作は、液体噴射ヘッドによる記録、描画、塗布などの液体噴射ヘッド１本来の用途で使用される動作である。
【０１６５】
第１のメンテナンス動作では、第１のバルブ機構６は、第１の閾圧力Ｐ１又はＰ１′でバルブを開閉する通常モードで動作させ、第２のバルブ機構８は、通常モードにおける閾圧力よりも低い第５の閾圧力Ｐ５又は第６の閾圧力Ｐ６でバルブを開閉するブーストモードで動作させる。第１のメンテナンス動作は、例えば液体の充填動作の際に用いられる。ノズルの下流側が液体で満たされていない状況では、加圧供給された液体がノズルから漏れやすくなるため、ノズルの下流側をより減圧することでそのような漏れを起こしにくくすることができる。また、ノズル内における液体のメニスカス位置を圧力室１４（図２参照）付近まで後退させて、ノズル内の増粘した液体をより効果的に回収し、ノズルからの吐出能力を回復させるのにも適したメンテナンス動作である。
【０１６６】
第２のメンテナンス動作では、第１のバルブ機構６は、通常モードの閾圧力よりも高い第３の閾圧力Ｐ３又は第４の閾圧力Ｐ４でバルブを開閉するブーストモードで動作させ、第２のバルブ機構８は、第２の閾圧力Ｐ２又はＰ２′でバルブを開閉する通常モードで動作させる。第２のメンテナンス動作はいわゆる加圧クリーニング動作として用いられる。すなわち、ノズル位置における液圧を大気圧よりも高くしてノズルから液体を流出させることで、ノズル内の固着した液体や異物を強制排除させるのに適したメンテナンス動作である。
【０１６７】
第３のメンテナンス動作では、第１のバルブ機構６は、通常モードの閾圧力よりも高い第３の閾圧力Ｐ３又は第４の閾圧力Ｐ４でバルブを開閉するブーストモードで動作させ、第２のバルブ機構８は、通常モードの閾圧力よりも低い第５の閾圧力Ｐ５又は第６の閾圧力Ｐ６でバルブを開閉するブーストモードで動作させる。第３のメンテナンス動作は、循環流速を高めて流路内の気泡などを素早く回収するのに適している。
【０１６８】
また、例えば、ノズル面１１ａから液体を吸引するクリーニング動作時などに第１メンテナンス動作又は第２メンテナンス動作を行うことで、ノズル１１周辺のクリーニングを通常動作で行う場合に比べて効率よく行うことができる。
【０１６９】
以上説明したように、本実施形態のバルブ機構である第１のバルブ機構６は、液体を噴射する液体噴射ヘッド１に接続される流路に用いられるバルブ機構であって、流路を開閉するバルブである第１の弁体６５及び第１の弁座６６と、流路に連通する連通液室である第１の連通液室６１２と、第１の連通液室６１２の圧力と参照圧力との差圧をバルブの作動力に変換する受圧体である第１の受圧体６３と、を具備し、バルブの開閉を決める第１の連通液室６１２の閾圧力が可変可能に構成されている。
【０１７０】
このように第１の連通液室６１２の閾圧力が可変可能に構成されることで、第１のバルブ機構６よりも下流に供給する液体の圧力を可変とすることができ、圧力制御を容易に行うことができる。また、第１のバルブ機構６によって、第１のバルブ機構６よりも下流の液体の圧力を検出することや、検出した圧力に基づいて加圧手段５を制御する必要がなく、構成を簡略化することができると共に、加圧手段５の脈動等を抑制することができる。
【０１７１】
また、本実施形態のバルブ機構である第２のバルブ機構８は、液体を噴射する液体噴射ヘッド１に接続される流路に用いられるバルブ機構であって、流路を開閉するバルブである第２の弁体８５及び第２の弁座８６と、流路に連通する連通液室である第２の連通液室８１２と、第２の連通液室８１２の圧力と参照圧力との差圧をバルブの作動力に変換する受圧体である第２の受圧体８３と、を具備し、バルブの開閉を決める第２の連通液室８１２の閾圧力が可変可能に構成されている。
【０１７２】
このように第２の連通液室８１２の閾圧力が可変可能に構成されることで、第２のバルブ機構８よりも下流に供給する液体の圧力を可変とすることができ、圧力制御を容易に行うことができる。また、第２のバルブ機構８によって、第２のバルブ機構８よりも上流の液体の圧力を検出することや、検出した圧力に基づいて加圧手段５を制御する必要がなく、構成を簡略化することができると共に、加圧手段５の脈動等を抑制することができる。
【０１７３】
また、本実施形態のバルブ機構である第１のバルブ機構６では、受圧体である第１の受圧体６３の作動に応じて容積が変化する空気室である第１の空気室６１Ｂと、第１の空気室６１Ｂの大気連通を開閉する開閉機構である第１の開閉機構１００と、を有し、第１の空気室６１Ｂの圧力を参照圧力とすることが好ましい。これによれば、第１の開閉機構１００を開閉することで、第１の空気室６１Ｂ内の参照圧力を調整して、第１の連通液室６１２内の閾圧力を変更することができる。
【０１７４】
また、本実施形態のバルブ機構である第２のバルブ機構８は、受圧体である第２の受圧体８３の作動に応じて容積が変化する空気室である第２の空気室８１Ｂと、第２の空気室８１Ｂの大気連通を開閉する開閉機構である第２の開閉機構２００と、を有し、第２の空気室８１Ｂの圧力を参照圧力とすることが好ましい。これによれば、第２の開閉機構２００を開閉することで、第２の空気室８１Ｂ内の参照圧力を調整して、第２の連通液室８１２内の閾圧力を変更することができる。
【０１７５】
また、本実施形態のバルブ機構である第１のバルブ機構６では、空気室である第１の空気室６１Ｂは、受圧体である第１の受圧体６３の作動とは独立して容積を変更可能に構成されていることが好ましい。これによれば、第１の空気室６１Ｂ内の容積を変更することで、第１の開閉機構１００を閉口させた際の第１の受圧体６３の移動に対する第１の空気室６１Ｂ内の圧力変動の割合を変更することができ、バルブの開閉を決める第１の連通液室６１２内の閾圧力を可変とすることができる。
【０１７６】
また、本実施形態のバルブ機構である第２のバルブ機構８では、空気室である第２の空気室８１Ｂは、受圧体である第２の受圧体８３の作動とは独立して容積を変更可能に構成されていることが好ましい。これによれば、第２の空気室８１Ｂ内の容積を変更することで、第２の開閉機構２００を閉口させた際の第２の受圧体８３の移動に対する第２の空気室８１Ｂ内の圧力変動の割合を変更することができ、バルブの開閉を決める第２の連通液室８１２内の閾圧力を可変とすることができる。
【０１７７】
また、本実施形態のバルブ機構である第１のバルブ機構６では、空気室である第１の空気室６１Ｂに連通するバッファー室である第１のバッファー室１１１と、第１のバッファー室１１１の壁の一部を形成して第１のバッファー室１１１の容積を変更可能な可動壁である第１の可動壁１１２と、を有することが好ましい。これによれば、第１の可動壁１１２を移動することで、第１のバッファー室１１１の容積を変更して、第１のバッファー室１１１に連通する第１の空気室６１Ｂの実質的な容積を変更することができる。
【０１７８】
また、本実施形態のバルブ機構である第２のバルブ機構８では、空気室である第２の空気室８１Ｂに連通するバッファー室である第２のバッファー室２１１と、第２のバッファー室２１１の壁の一部を形成して第２のバッファー室２１１の容積を変更可能な可動壁である第２の可動壁２１２と、を有することが好ましい。これによれば、第２の可動壁２１２を移動することで、第２のバッファー室２１１の容積を変更して、第２のバッファー室２１１に連通する第２の空気室８１Ｂの実質的な容積を変更することができる。
【０１７９】
また、本実施形態のバルブ機構である第１のバルブ機構６では、受圧体である第１の受圧体６３は、ベルフラムを含んで構成されることが好ましい。本実施形態では、第１の受圧体６３は、ベロフラムとして当該第１の受圧体６３が区切る空間の並ぶ方向に折り返された構造を有する可撓膜である第１の可撓部６３２を有する。このように第１の受圧体６３に第１の可撓部６３２を設けることで、第１の可撓部６３２を小さな力で変形させて第１の受圧体６３を大きく移動させることができる。
【０１８０】
また、本実施形態のバルブ機構である第２のバルブ機構８では、受圧体である第２の受圧体８３は、ベロフラムを含んで構成される本実施形態では、第２の受圧体８３は、ベロフラムとして当該第２の受圧体８３が区切る空間の並ぶ方向に折り返された構造を有する可撓膜である第２の可撓部８３２を有する。このように第２の受圧体８３に第２の可撓部８３２を設けることで、第１の可撓部６３２を小さな力で変形させて第１の受圧体６３を大きく移動させることができる。
【０１８１】
また、本実施形態のバブル機構である第１のバルブ機構６は、変形量に応じてバルブを開く又は閉じる向きの付勢力を発生する弾性体である第１の弾性体１２０と、第１の弾性体１２０の変位量を変化可能に、当該第１の弾性体１２０を支持する支持部材である第１の支持部材１２１と、を具備することが好ましい。これによれば、第１の支持部材１２１によって第１の弾性体１２０の変位量を変化させることで、第１の弾性体１２０が第１の受圧体６３を付勢する付勢力を調整して、バルブの開閉を決める第１の連通液室６１２内の閾圧力を可変することができる。
【０１８２】
また、本実施形態のバブル機構である第２のバルブ機構８は、変形量に応じてバルブを開く又は閉じる向きの付勢力を発生する弾性体である第２の弾性体２２０と、第２の弾性体２２０の変位量を変化可能に、当該第２の弾性体２２０を支持する支持部材である第２の支持部材２２１と、を具備することが好ましい。これによれば、第２の支持部材２２１によって第２の弾性体２２０の変位量を変化させることで、第２の弾性体２２０が第２の受圧体８３を付勢する付勢力を調整して、バルブの開閉を決める第２の連通液室８１２内の閾圧力を可変することができる。
【０１８３】
また、本実施形態の液体噴射システムでは、液体を噴射する液体噴射ヘッド１と、液体噴射ヘッド１内の流路と共に形成される循環流路と、循環流路の途中に設けられるバルブ機構と、を備え、液体噴射ヘッド１の上流側に位置する上流流路である供給流路３に設けられて第１の閾圧力Ｐ１又はＰ１′でバルブを開閉する第１のバルブ機構６と、液体噴射ヘッド１の下流側に位置する下流流路である回収流路４に設けられて第１の閾圧力Ｐ１又はＰ１′よりも低い第２の閾圧力Ｐ２又はＰ２′でバルブを開閉する第２のバルブ機構８と、を具備する。
【０１８４】
また、本実施形態の液体噴射システムでは、第１のバルブ機構６は、第１の閾圧力Ｐ１又はＰ１′でバルブを開閉する通常モードと、第１の閾圧力Ｐ１又はＰ１′よりも高い閾圧力である第３の閾圧力Ｐ３又は第４の閾圧力Ｐ４でバルブを開閉するブーストモードと、を選択可能に構成されており、第２のバルブ機構８は、第２の閾圧力Ｐ２又はＰ２′でバルブを開閉する通常モードと、第２の閾圧力Ｐ２又はＰ２′よりも低い閾圧力である第５の閾圧力Ｐ５又は第６の閾圧力Ｐ６でバルブを開閉するブーストモードと、を選択可能に構成されていることが好ましい。これによれば、第１のバルブ機構６は、通常モードの液体を供給する圧力に比べてブーストモードの液体を供給する供給圧力を高くすることができる。また、第２のバルブ機構８は、通常モードの液体を回収する圧力に比べてブーストモードの液体を回収する圧力を低くすることができる。したがって、通常モードとブーストモードとを組み合わせることで、液体噴射ヘッド１に対する液体の過加圧、過減圧、及び、高速循環を行わせることができる。
【０１８５】
また、本実施形態の液体噴射システムでは、液体噴射ヘッド１の通常動作時には、第１のバルブ機構６及び第２のバルブ機構８を共に通常モードとし、液体噴射ヘッド１の第１のメンテナンス動作時には、第１のバルブ機構６を通常モードとし、第２のバルブ機構８をブーストモードとすることが好ましい。これによれば、第１のメンテナンス動作を行うことで、液体噴射ヘッドに液体を供給する圧力を大きくして過加圧を行うことができる。
【０１８６】
また、本実施形態の液体噴射システムでは、液体噴射ヘッド１の通常動作時には、第１のバルブ機構６及び第２のバルブ機構８を共に通常モードとし、液体噴射ヘッド１の第２のメンテナンス動作時には、第１のバルブ機構６をブーストモードとし、第２のバルブ機構８を通常モードとすることが好ましい。これによれば、第２のメンテナンス動作を行うことで、液体噴射ヘッドから液体を回収する圧力を大きくして過減圧を行うことができる。
【０１８７】
また、本実施形態の液体噴射システムでは、液体噴射ヘッド１の通常動作時には、第１のバルブ機構６及び第２のバルブ機構８を共に通常モードとし、液体噴射ヘッド１の第３のメンテナンス動作時には、第１のバルブ機構６をブーストモードとし、第２のバルブ機構８をブーストモードとすることが好ましい。これによれば、第３のメンテナンス動作を行うことで、液体噴射ヘッドに液体を供給する圧力、及び、液体噴射ヘッドから液体を回収する圧力を大きくして、液体収容部２と液体噴射ヘッド１との間で液体の高速循環を行うことができる。
【０１８８】
（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。
また、上述した実施形態１では、液体噴射システムに１つの液体噴射ヘッド１を設けるようにしたが、液体噴射ヘッド１の数はこれに限定されず、２つ以上の複数を設けるようにしてもよい。液体噴射システムに液体噴射ヘッド１を複数設けた場合には、供給流路３を分岐し、液体噴射ヘッド１毎に第１のバルブ機構６を設けるようにすればよい。また、液体噴射システムに複数の液体噴射ヘッド１を設けた場合には、回収流路４を分岐し、液体噴射ヘッド１毎に第２のバルブ機構８を設けるようにしてもよく、また、複数の液体噴射ヘッド１に共通する第２のバルブ機構８を設けるようにしてもよい。
【０１８９】
また、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッド１と液体収容部２との間で液体を循環させる液体噴射システムについて説明したが、本発明の第１のバルブ機構６は、液体噴射ヘッド１と液体収容部２との間で液体を循環させない液体噴射システムにも適用することができる。
【０１９０】
また、上述した実施形態１では、圧力室１４内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電アクチュエーターからなるアクチュエーター１６を用いて説明したが、特にこれに限定されず、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。
【０１９１】
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッドを有する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。
【符号の説明】
【０１９２】
１…液体噴射ヘッド、２…液体収容部、３…供給流路、４…回収流路、５…加圧手段、６…第１のバルブ機構、７…減圧手段、８…第２のバルブ機構、１１…ノズル、１１ａ…ノズル面、１２…第１共通液室、１２ａ…導入口、１３…第１連通路、１４…圧力室、１５…振動板、１６…アクチュエーター、１７…保持室、１８…第２連通路、１９…第２共通液室、１９ａ…回収口、６１…第１の収容室、６１Ａ…第１の液室、６１１…第１の供給室、６１１ａ…第１の流入口、６１２…第１の連通液室、６１２ａ…第１の流出口、６１Ｂ…第１の空気室、６１Ｃ…第１の大気連通路、６２…第１の本体部、６２Ｂ…第１の空気室、６２ａ…第１の壁部、６２ｂ…第１の連通口、６２ｃ…第１の貫通孔、６２ｄ…雌ねじ部、６３…第１の受圧体、６３１…第１の受圧部、６３１ａ…第１の固定ピン、６３２…第１の可撓部、６３２ａ…第１の貫通孔、６３３…第１のバネ受け部、６３３ａ…第１の固定孔、６３３ｂ…第１の突起部、６４…第１の受圧体用バネ、６５…第１の弁体、６５１…第１の固定部材、６５１ａ…第１の軸部、６５１ｂ…第１のフランジ部、６５２…第１の弾性部材、６６…第１の弁座、６７…第１の弁体用バネ、８１…第２の収容室、８１Ａ…第２の液室、８１１…第２の供給室、８１１ａ…第２の流出口、８１２…第２の連通液室、８１２ａ…第２の流入口、８１Ｂ…第２の空気室、８１Ｃ…第２の大気連通路、８２…第２の本体部、８２Ｂ…第２の空気室、８２ａ…第２の壁部、８２ｂ…第２の連通口、８２ｃ…第２の貫通孔、８２ｄ…雌ねじ部、８３…第２の受圧体、８３１…第２の受圧部、８３１ａ…第２の固定ピン、８３１ｂ…第２の突起部、８３２…第２の可撓部、８３２ａ…第２の貫通孔、８３３…第２のバネ受け部、８３３ａ…第２の固定孔、８４…第２の受圧体用バネ、８５…第２の弁体、８５１…第２の固定部材、８５１ａ…第２の軸部、８５１ｂ…第２のフランジ部、８５１ｃ…弁体用バネ受け部、８５２…第２の弾性部材、８６…第２の弁座、８７…第２の弁体用バネ、１００…第１の開閉機構、１１０…第１の容積可変機構、１１１…第１のバッファー室、１１２…第１の可動壁、１１３…第１のシリンダー、１１４…第１の接続路、１１５…第１のシール部材、１１６…第１の可動壁用軸部、１１７…第１の可動壁用フランジ部、１２０…第１の弾性体、１２１…第１の支持部材、１２１ａ…雄ねじ部、２００…第２の開閉機構、２１０…第２の容積可変機構、２１１…第２のバッファー室、２１２…第２の可動壁、２１３…第２のシリンダー、２１４…第２の接続路、２１５…第２のシール部材、２１６…第２の可動壁用軸部、２１７…第２の可動壁用フランジ部、２２０…第２の弾性体、２２１…第２の支持部材、２２１ａ…雄ねじ部、３００…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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