(57)【要約】      （修正有）【課題】気体の圧力を利用して、高精度な圧力調整を可能とし、且つ装置コストを低減可能であり、温度変化によって生じる圧力変動の影響を抑止でき、より安定した圧力維持を実現できる背圧維持装置、背圧維持方法およびこれを用いた液滴吐出装置の提供。【解決手段】液体保持部３の内部と連通すると共に気体で満たされた内部空間を有し、一面が可撓性の膜で構成された負圧生成部材４１と、負圧生成部材４１の内部空間の圧力を検知する圧力検知手段４３と、内部空間とその外部の大気圧下の気体領域とを連通させるリーク流路４２２と、リーク流路４２２を開閉する開閉弁４４と、可撓性の膜に対して外側に向けた力を作用させ、液滴吐出ヘッド２の吐出口の内部を大気圧よりも小さい所定の負圧状態とする付勢手段を設け、圧力検知手段４３で検知された値により、開放弁４４を開閉制御し、内部空間の圧力を所定の負圧状態に制御した。【選択図】図１
2010064320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体保持部から供給される液体を吐出口から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置における前記吐出口の内部を、大気圧よりも小さい所定の負圧状態に維持するための背圧維持装置であって、
前記液体保持部の内部と連通すると共に気体で満たされた内部空間を有し、一面が可撓性の膜で構成された負圧生成部材と、
前記負圧生成部材の内部空間の圧力を検知するための圧力検知手段と、
前記負圧生成部材の内部空間とその外部の大気圧下の気体領域とを連通させるリーク流路と、
前記リーク流路途中に設けられて該リーク流路を開閉する開閉弁と、
前記可撓性の膜に対して外側に向けた力を作用させ、該可撓性の膜を前記負圧生成部材の内部空間を拡大させる方向に付勢することにより、前記吐出口の内部を大気圧よりも小さい所定の負圧状態とするための付勢手段と、
前記圧力検知手段によって検知された値が前記所定の負圧状態よりも更に負圧側となった場合に、前記開放弁を開放することにより、前記付勢手段の付勢力による前記可撓性の膜の外側に向けた移動によって前記リーク流路から気体を流入させ、前記負圧生成部材の内部空間の圧力を前記所定の負圧状態に復帰させるように制御する制御手段とを有することを特徴とする背圧維持装置。
【請求項２】
前記リーク流路は、該リーク流路から前記負圧生成部材の内部空間内に流入する単位時間当たりの気体の流量を一定量に制限する流路抵抗弁を有し、前記負圧生成部材の内部空間内への気体の流入を緩慢に行うことを特徴とする請求項１記載の背圧維持装置。
【請求項３】
前記負圧生成部材の内部空間と連通する排気流路と、前記制御手段によって制御されることによって駆動し、前記排気流路を通して前記負圧生成部材の内部空間から気体を外部に排出させる排気ポンプとを有し、
前記制御手段は、前記開閉弁を閉じ、前記排気ポンプを駆動させて前記負圧生成部材の内部空間内の気体を外部に排出し、前記可撓性の膜を前記付勢手段の付勢力に抗して内側に移動させ、前記負圧生成部材の内部空間の容積を縮小させることにより、該負圧生成部材の初期負圧設定を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の背圧維持装置。
【請求項４】
前記気体は不活性ガスであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の背圧維持装置。
【請求項５】
前記付勢手段は、前記負圧生成部材の内部空間内に設けられ、前記可撓性の膜を内部から外側に向けて付勢する弾性部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の背圧維持装置。
【請求項６】
前記付勢手段は、前記負圧生成部材の外部に設けられ、前記可撓性の膜を引っ張る方向に付勢する弾性部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の背圧維持装置。
【請求項７】
前記付勢手段は、電磁石を用いた吸引力によって、前記可撓性の膜に対して外側に向けた力を作用させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の背圧維持装置。
【請求項８】
前記付勢手段による前記可撓性の膜に対する付勢力を変化させる付勢力調整手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の背圧維持装置。
【請求項９】
液体保持部から供給される液体を吐出口から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置における前記吐出口の内部を、大気圧よりも小さい所定の負圧状態に維持するための背圧維持方法であって、
気体で満たされた内部空間を有し、一面が可撓性の膜で構成された負圧生成部材の前記内部空間を前記液体保持部の内部と連通させ、前記可撓性の膜に対して外側に向けた力を作用させ、該可撓性の膜を前記負圧生成部材の内部空間を拡大させる方向に付勢することにより、前記吐出口の内部を大気圧よりも小さい所定の負圧状態とすると共に、前記負圧生成部材の内部空間の圧力を検知する圧力検知手段と、前記負圧生成部材の内部空間とその外部の大気圧下の気体領域とを連通させるリーク流路と、該リーク流路を開閉する開閉弁とを設け、
前記圧力検知手段によって検知された値が前記所定の負圧状態よりも更に負圧側となった場合に、前記開放弁を開放することにより、前記可撓性の膜を付勢力によって外側に向けて移動させて前記リーク流路から気体を流入させ、前記負圧生成部材の内部空間の圧力を前記所定の負圧状態に復帰させるように制御することを特徴とする背圧維持方法。
【請求項１０】
前記リーク流路は、該リーク流路から前記負圧生成部材の内部空間内に流入する単位時間当たりの気体の流量を一定量に制限する流路抵抗弁を有し、前記負圧生成部材の内部空間内への気体の流入を緩慢に行うことを特徴とする請求項９記載の背圧維持方法。
【請求項１１】
前記負圧生成部材の内部空間と連通する排気流路と、前記排気流路を通して前記負圧生成部材の内部空間から気体を外部に排出させる排気ポンプとを有し、
前記負圧生成部材の初期負圧設定時、前記開閉弁を閉じ、前記排気ポンプを駆動させて該負圧生成部材の内部空間内の気体を外部に排出し、前記可撓性の膜を前記付勢手段の付勢力に抗して内側に移動させ、該負圧生成部材の内部空間の容積を縮小させることを特徴とする請求項９又は１０記載の背圧維持方法。
【請求項１２】
前記気体は不活性ガスであることを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の背圧維持方法。
【請求項１３】
前記負圧生成部材の内部空間内に弾性部材を設け、前記可撓性の膜を内部から外側に向けて付勢することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の背圧維持方法。
【請求項１４】
前記負圧生成部材の外部に弾性部材を設け、前記可撓性の膜を引っ張る方向に付勢することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の背圧維持方法。
【請求項１５】
電磁石を用いた吸引力によって、前記可撓性の膜に対して外側に向けた力を作用させることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の背圧維持方法。
【請求項１６】
液体を吐出口から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドに対して供給する液体を貯留する液体保持部と、
請求項１〜８のいずれかに記載の背圧維持装置と、を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１７】
前記液体保持部は、前記液滴吐出ヘッドの側方で、且つ吐出口面よりも上部に配置されていることを特徴とする請求項１６記載の液滴吐出装置。
【請求項１８】
前記液滴吐出ヘッドは複数設けられていると共に前記液体保持部は前記液滴吐出ヘッド毎に設けられ、
前記背圧維持装置は、前記複数の液滴吐出ヘッドに対して共通に設けられており、
前記各液体保持部の内部と前記背圧維持装置の前記負圧生成部材の内部空間とが、それぞれ開閉弁によって流路が開閉可能な連通路によって個別に連通していることを特徴とする請求項１６又は１７記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は背圧維持装置、背圧維持方法及び液滴吐出装置に関し、詳しくは、ポンプを頻繁に駆動させる必要がなく液滴吐出ヘッドの吐出口における高精度の圧力調整を可能とし、温度変化による圧力変動の影響を抑制して安定した圧力維持を実現可能な背圧維持装置、背圧維持方法及びこれを用いた液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電性液体やＥＬ（Electro-Luminescence）機能を持った液体等の高価な機能性液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置においては、液体を貯留する供給タンクから液滴吐出ヘッドまでの液体供給経路の距離を極力短くして、使用する液量を減らすことが要求される。
【０００３】
また、バイオインク等の液体では、一度使用した液体は汚染等の影響で再利用できないため、液滴吐出ヘッドには使用する量だけ供給することが望まれる。
【０００４】
こうした要求に応えるためには、液体の供給タンクを液滴吐出ヘッドの吐出口面よりも上部に配置し、該供給タンクから液滴吐出ヘッドに液体を供給可能とすることで、液滴吐出ヘッドと供給タンクとの間の液体供給経路の長さをできるだけ短くする必要がある。また、バイオインクの場合では、液体供給経路を短くすることで汚染の確率を下げるという副次的な効果を得ることができる。
【０００５】
ところで、このような液滴吐出ヘッドでは、吐出口の内部の圧力（背圧）を所定の負圧に保つことで、液滴の吐出を良好に維持できることが知られている。このため、液体供給経路上に背圧を調整するための装置（背圧維持装置）を介在させて圧力を調整することにより、液滴吐出ヘッドの吐出口の内部に所定の背圧（負圧）をかけるように制御している。
【０００６】
液滴吐出ヘッドに供給する液体の液面が吐出口面より上方にある場合、液滴吐出ヘッドに加わる背圧を調整する方法として、２枚の板の間にばねを挟み、その中に空気が入らないように液体を満たし、ばねによって２枚の板を互いに離れる方向に付勢することで負圧を発生させる方法がある（特許文献１）。この方法では、液体の消費によって負圧量が増大した場合、２枚の板の間に液体を供給することで所定の負圧状態を維持するようにしている。
【０００７】
また、液体を保持するインクカートリッジ内に空洞を設け、その空洞内の圧力を電磁弁の開閉によって維持する方法がある（特許文献２）。外気を取り込む流路内には空気の流入量を制限する流路抵抗が配置されている。
【０００８】
更に、液滴吐出ヘッドに取り付けられたサブタンク内に空気層を形成し、この空気層と連通するリーク流路を開閉するリーク弁と、排気ポンプを取り付け、リーク弁で定常的にサブタンク内に大気を取り込んでリークさせ、これと同時に定常的に排気ポンプを駆動し、排気とリークのつり合った圧力値に維持する方法がある（特許文献３）。この構成では、つり合った制御圧よりも低くなると、大気圧とサブタンク内との差圧が多くなり、リーク量が増え、サブタンク内の圧力量を上昇させる。その結果、つり合った圧力値に収束する。逆に、圧力値が制御圧も高くなると、大気圧とサブタンク内の差圧が小さくなりリーク量が減る。従って、サブタンク内の圧力は低くなり、やはりつり合った圧力値に収束するというものである。つまり、液体の消費によって生じる圧力量の減少や温度上昇による圧力量上昇を効率良く相殺することができる。
【特許文献１】特開平１０−１２８９９４号公報
【特許文献２】特開２００２−３２１３８６号公報
【特許文献３】特開２００３−１８２１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１記載の技術では、液体が２枚の板の間に配置されたばねや電磁弁に触れるため、異物の溶解・流出が生じる問題がある。また、２枚の板の間に貯留させる多量の液体も必要となり、異物混入がなく、少量供給といった要請に応えることはできない。
【００１０】
また、特許文献２記載の技術では、温度上昇等で空洞部の圧力が増加しても、その増加した圧力を補正することができない問題がある。液滴吐出ヘッドで液滴を吐出する場合、液滴吐出ヘッドの駆動で発生する熱によって少なからず液体の温度は上昇する。また、液滴吐出ヘッドの構造上、吐出時に液体を加熱する必要がある場合もある。特に、液体供給経路を短くするために供給タンクや背圧維持装置を液滴吐出ヘッドの近傍に配置すると、液滴吐出ヘッドが発生する熱の影響を受け易く、それら供給タンクや背圧維持装置周辺の温度を一定値に保つことは困難である。
【００１１】
この空洞部の圧力増加に関して排気ポンプを用いて内部圧力を調整するという構成も考えることができるが、この場合、微少な圧力変動をポンプによって制御するため、非常に高精度のポンプが必要となり、装置自体の価格を引き上げてしまう。
【００１２】
更に、特許文献３記載の技術では、圧力を調整するためには頻繁に排気ポンプを駆動する必要があるため、ポンプの交換頻度が高くなる問題がある。
【００１３】
本発明は、かかる問題を解決するものであり、気体の圧力を利用して、ポンプを頻繁に駆動する必要なく、高精度な圧力調整を可能とし、且つ装置コストを低減可能であり、温度変化によって生じる圧力変動の影響を抑止できて、より安定した圧力維持を実現することのできる背圧維持装置、背圧維持方法及びこれを用いた液滴吐出装置を提供することを課題とする。
【００１４】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１６】
請求項１記載の発明は、液体保持部から供給される液体を吐出口から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置における前記吐出口の内部を、大気圧よりも小さい所定の負圧状態に維持するための背圧維持装置であって、
前記液体保持部の内部と連通すると共に気体で満たされた内部空間を有し、一面が可撓性の膜で構成された負圧生成部材と、
前記負圧生成部材の内部空間の圧力を検知するための圧力検知手段と、
前記負圧生成部材の内部空間とその外部の大気圧下の気体領域とを連通させるリーク流路と、
前記リーク流路途中に設けられて該リーク流路を開閉する開閉弁と、
前記可撓性の膜に対して外側に向けた力を作用させ、該可撓性の膜を前記負圧生成部材の内部空間を拡大させる方向に付勢することにより、前記吐出口の内部を大気圧よりも小さい所定の負圧状態とするための付勢手段と、
前記圧力検知手段によって検知された値が前記所定の負圧状態よりも更に負圧側となった場合に、前記開放弁を所定時間開放することにより、前記付勢手段の付勢力による前記可撓性の膜の外側に向けた移動によって前記リーク流路から気体を流入させ、前記負圧生成部材の内部空間の圧力を前記所定の負圧状態に復帰させるように制御する制御手段とを有することを特徴とする背圧維持装置である。
【００１７】
請求項２記載の発明は、前記リーク流路は、該リーク流路から前記負圧生成部材の内部空間内に流入する単位時間当たりの気体の流量を一定量に制限する流路抵抗弁を有し、前記負圧生成部材の内部空間内への気体の流入を緩慢に行うことを特徴とする請求項１記載の背圧維持装置である。
【００１８】
請求項３記載の発明は、前記負圧生成部材の内部空間と連通する排気流路と、前記制御手段によって制御されることによって駆動し、前記排気流路を通して前記負圧生成部材の内部空間から気体を外部に排出させる排気ポンプとを有し、
前記制御手段は、前記開閉弁を閉じ、前記排気ポンプを駆動させて前記負圧生成部材の内部空間内の気体を外部に排出し、前記可撓性の膜を前記付勢手段の付勢力に抗して内側に移動させ、前記負圧生成部材の内部空間の容積を縮小させることにより、該負圧生成部材の初期負圧設定を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の背圧維持装置である。
【００１９】
請求項４記載の発明は、前記気体は不活性ガスであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の背圧維持装置である。
【００２０】
請求項５記載の発明は、前記付勢手段は、前記負圧生成部材の内部空間内に設けられ、前記可撓性の膜を内部から外側に向けて付勢する弾性部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の背圧維持装置である。
【００２１】
請求項６記載の発明は、前記付勢手段は、前記負圧生成部材の外部に設けられ、前記可撓性の膜を引っ張る方向に付勢する弾性部材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の背圧維持装置である。
【００２２】
請求項７記載の発明は、前記付勢手段は、電磁石を用いた吸引力によって、前記可撓性の膜に対して外側に向けた力を作用させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の背圧維持装置である。
【００２３】
請求項８記載の発明は、前記付勢手段による前記可撓性の膜に対する付勢力を変化させる付勢力調整手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の背圧維持装置である。
【００２４】
請求項９記載の発明は、液体保持部から供給される液体を吐出口から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置における前記吐出口の内部を、大気圧よりも小さい所定の負圧状態に維持するための背圧維持方法であって、
気体で満たされた内部空間を有し、一面が可撓性の膜で構成された負圧生成部材の前記内部空間を前記液体保持部の内部と連通させ、前記可撓性の膜に対して外側に向けた力を作用させ、該可撓性の膜を前記負圧生成部材の内部空間を拡大させる方向に付勢することにより、前記吐出口の内部を大気圧よりも小さい所定の負圧状態とすると共に、前記負圧生成部材の内部空間の圧力を検知する圧力検知手段と、前記負圧生成部材の内部空間とその外部の大気圧下の気体領域とを連通させるリーク流路と、該リーク流路を開閉する開閉弁とを設け、
前記圧力検知手段によって検知された値が前記所定の負圧状態よりも更に負圧側となった場合に、前記開放弁を所定時間開放することにより、前記可撓性の膜を付勢力によって外側に向けて移動させて前記リーク流路から気体を流入させ、前記負圧生成部材の内部空間の圧力を前記所定の負圧状態に復帰させるように制御することを特徴とする背圧維持方法である。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、前記リーク流路は、該リーク流路から前記負圧生成部材の内部空間内に流入する単位時間当たりの気体の流量を一定量に制限する流路抵抗弁を有し、前記負圧生成部材の内部空間内への気体の流入を緩慢に行うことを特徴とする請求項９記載の背圧維持方法である。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、前記負圧生成部材の内部空間と連通する排気流路と、前記排気流路を通して前記負圧生成部材の内部空間から気体を外部に排出させる排気ポンプとを有し、
前記負圧生成部材の初期負圧設定時、前記開閉弁を閉じ、前記排気ポンプを駆動させて該負圧生成部材の内部空間内の気体を外部に排出し、前記可撓性の膜を前記付勢手段の付勢力に抗して内側に移動させ、該負圧生成部材の内部空間の容積を縮小させることを特徴とする請求項９又は１０記載の背圧維持方法である。
【００２７】
請求項１２記載の発明は、前記気体は不活性ガスであることを特徴とする請求項９、１０又は１１記載の背圧維持方法である。
【００２８】
請求項１３記載の発明は、前記負圧生成部材の内部空間内に弾性部材を設け、前記可撓性の膜を内部から外側に向けて付勢することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の背圧維持方法である。
【００２９】
請求項１４記載の発明は、前記負圧生成部材の外部に弾性部材を設け、前記可撓性の膜を引っ張る方向に付勢することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の背圧維持方法である。
【００３０】
請求項１５記載の発明は、電磁石を用いた吸引力によって、前記可撓性の膜に対して外側に向けた力を作用させることを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の背圧維持方法である。
【００３１】
請求項１６記載の発明は、液体を吐出口から液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドに対して供給する液体を貯留する液体保持部と、
請求項１〜８のいずれかに記載の背圧維持装置と、を備えることを特徴とする液滴吐出装置である。
【００３２】
請求項１７記載の発明は、前記液体保持部は、前記液滴吐出ヘッドの側方で、且つ吐出口面よりも上部に配置されていることを特徴とする請求項１６記載の液滴吐出装置である。
【００３３】
請求項１８記載の発明は、前記液滴吐出ヘッドは複数設けられていると共に前記液体保持部は前記液滴吐出ヘッド毎に設けられ、
前記背圧維持装置は、前記複数の液滴吐出ヘッドに対して共通に設けられており、
前記各液体保持部の内部と前記背圧維持装置の前記負圧生成部材の内部空間とが、それぞれ開閉弁によって流路が開閉可能な連通路によって個別に連通していることを特徴とする請求項１６又は１７記載の液滴吐出装置である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、気体の圧力を利用して、ポンプを頻繁に駆動する必要なく、高精度な圧力調整を可能とし、且つ装置コストを低減可能であり、温度変化によって生じる圧力変動の影響を抑止できて、より安定した圧力維持を実現することのできる背圧維持装置、背圧維持方法及び液滴吐出装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３６】
図１は、本発明に係る液滴吐出装置の一例を示す概略構成図である。
【００３７】
液滴吐出装置１は、図示するように、液滴吐出ヘッド２を備えている。各液滴吐出ヘッド２は、供給された液体を液滴として吐出するための多数の吐出口（図示せず）を有している。多数の吐出口は、液滴吐出ヘッド２の下面の吐出口面２１に配列されており、各吐出口から液滴を下方向に吐出するようになっている。
【００３８】
本発明に使用できる液体としては、一般に画像記録を行うために使用される通常のインクでもよいが、特に本発明において好適に使用できる液体としては、導電性液体やＥＬ機能を持った液体といった各種の機能性液体やバイオインク等が挙げられる。
【００３９】
本発明において液滴吐出ヘッド２の構造は特に問わず、例えばピエゾ素子の電気機械変化作用を利用して液室の容積を変化させて液体に吐出圧力を付与し、吐出口から吐出させるピエゾ方式や、ヒータに通電して液体を加熱することで気泡を発生させ、この気泡の破裂作用を利用して液室内の液体に吐出圧力を付与し、液体を吐出口から吐出させるサーマル方式等、供給される液体を吐出口から微小な液滴として吐出するものであれば適用可能であり、使用される液体の種類等によって適宜選定することができる。
【００４０】
各液滴吐出ヘッド２の側方には、該液滴吐出ヘッド２に近接して個別に液体保持部３が並置されている。液体保持部３は、液滴吐出ヘッド２の吐出口面２１よりも上部に位置しており、その内部に液滴吐出ヘッド２の吐出口から液滴として吐出を行うための液体Ｌが所定量貯留された液体供給タンクである。液体保持部３の内部は鉛直下向きに延びる導管３１によって液滴吐出ヘッド２の内部と連通し、液滴吐出ヘッド２に対して液体Ｌを供給可能としている。従って、液体Ｌを長い距離送液する必要がなく、液滴吐出ヘッド２のすぐ近くにおいて液体保持部３内の液体Ｌを供給できるため、液体Ｌの使用量を極力少なくすることができる。
【００４１】
この液体保持部３は、予め大きさの異なる複数種の液体保持部を用意しておき、所望の液体Ｌの使用量に応じて交換するようにしてもよい。
【００４２】
液体Ｌは液体保持部３内に充満しておらず、上部には気体層Ｇが形成されている。液体Ｌの液面位置（液体Ｌと気体層Ｇとの界面位置）は、液滴吐出ヘッド２の吐出口面２１よりも上方に位置しており、該吐出口面２１から鉛直上向きにｈｃｍ（但し、ｈ＞０）の高さとされる。従って、何も背圧制御を行わない状態では、各液滴吐出ヘッド２の吐出口には、この高さｈｃｍ分の正圧が掛けられることになる。
【００４３】
なお、液体Ｌの液面位置である高さｈｃｍは、液体保持部３内に液体Ｌを最大量貯留させた場合の高さであり、液体保持部３の外周に目盛り（図示せず）等の目印で指示されている。液体保持部３に液体Ｌを貯留させる場合は、この目印の位置まで液体Ｌを注ぐことによって貯留させる。
【００４４】
通常、ピエゾ方式やサーマル方式の液滴吐出ヘッドの場合、液滴を吐出する吐出口において、大気圧よりも小さい−０．５〜−１．５ｋＰａ程度の負圧状態に維持することで安定した吐出を行うことができる。このため、液滴吐出装置１には、各液滴吐出ヘッド２の吐出口に対して最適圧力（負圧）を付与及び維持するための背圧維持装置４を有している。この背圧維持装置４は、液体保持部３内の上部に形成される気体層Ｇと連通することで、該気体層Ｇの圧力を、例えば上記の例では、−（０．１×ｈ＋０．５）〜−（０．１×ｈ＋１．５）ｋＰａに維持することで、各液滴吐出ヘッド２の吐出口の圧力を、大気圧よりも低い、上記最適圧力である−０．５〜−１．５ｋＰａの間の負圧状態に収まるように調整する機能を有するものである（但し、このときの液体Ｌの比重は１である。）。
【００４５】
各液体保持部３の上部はキャップ３２で閉塞されており、このキャップ３２を貫通する連通路４２３Ａ、４２３Ｂによって、各液体保持部３内の気体層Ｇが背圧維持装置４と繋がっている。
【００４６】
背圧維持装置４は、連通路４２３Ａ、４２３Ｂを介して液体保持部３内の気体層Ｇと連通すると共に気体で満たされた内部空間を有し、液体保持部３内の気体層Ｇに対して所定の負圧を作用させるための負圧生成部材４１を有している。
【００４７】
図２は負圧生成部材４１を側面から見た状態の断面図である。
【００４８】
負圧生成部材４１は、例えばポリプロピレンやポリエチレン等の耐腐食性を有する材料によって箱型形状に形成されたケーシング４１１に、凹部４１２が形成されている。この凹部４１２は、開口部４１３が円形状となるようにケーシング４１１の一面から凹設されており、この開口部４１３を可撓膜４１４によって覆うことで、この可撓膜４１４と凹部４１２とによって内部空間４１５を形成している。
【００４９】
この内部空間４１５内には気体が満たされている。本実施形態では気体として空気を使用する例を示すが、液体保持部３内の液体Ｌと反応しにくい気体であることが好ましく、窒素等の不活性ガスを用いることが更に好ましい。例えば、液体Ｌとして銅ナノインクやカチオンインク、酸素を嫌う嫌気性細胞等を使用する場合、酸素により液体Ｌの性能を失活させてしまう。このような場合に不活性ガスを用いることで、液体Ｌの物性を変化させることなく吐出が可能となる。
【００５０】
また、内部空間４１５内には、可撓膜４１４に対して内部から凹部４１２の外側に向けた力を作用させ、該可撓膜４１４を内部空間４１５の容積を拡大させる方向（図２におけるＡ方向）に付勢する付勢手段である弾性部材４１６を有している。
【００５１】
弾性部材４１６は、ケーシング４１１と可撓膜４１４との間に介在されており、可撓膜４１４に対して一端部（図２に対して左側の端部）で垂直に当接している。なお、ここではコイルばねを図示したが、弾性部材４１６としては、温度変化による可撓膜４１４にかかる力の変化量が小さいものが好ましく、コイルばねに限らず、板ばね等、他の形状のばね部材でもよく、また、可撓膜４１４に対してＡ方向の付勢力を作用させることができるものであれば、ばね部材以外の付勢手段を用いてもよい。この詳細については後述する。
【００５２】
可撓膜４１４は、可撓性を有する膜状の部材であり、ゴム等の伸縮性を有する材質とすることもできるが、例えばポリエチレンテレフタレート等の高分子材料によるフィルムを用いることが好ましい。また、気体を通し難くするよう、複数の素材を層状に積層させた複合フィルムを用いると長期に亘る背圧維持が可能となるために好ましい。
【００５３】
この可撓膜４１４は、開口部４１３の開口面積よりも若干大きな面積を有しており、膜面が緊張せずに弛んだ状態となるようにして、その外周縁が開口部４１３の内周面又は開口部４１３の周囲のケーシング４１１表面に対して固着されている。このため、可撓膜４１４は、弾性部材４１６によって付勢力が与えられることで、開口部４１３の周囲のケーシング４１１表面で規定される基準面４１１ａに対して、Ａ方向側に最大でｄだけ突出（変位量＋ｄ）するようになっている。また、内部空間４１５内の圧力が低くなってくると、可撓膜４１４は弾性部材４１６の付勢力に抗して内部空間４１５の容積を縮小させる方向（図２におけるＢ方向）に移動しようとするが、この場合も可撓膜４１４は一点鎖線で示すように最大でｄだけ変位（変位量−ｄ）する。
【００５４】
負圧生成部材４１は、この可撓膜４１４が変位量±ｄの範囲内において変位可能であることで、生成した負圧状態を維持するように機能させる。しかも、このような弾性部材４１６によって生成される付勢力は温度変化による影響が小さいため、気体による圧力だけでなく、この温度変化による影響の小さな弾性部材４１６による付勢力を可撓膜４１４に作用させることで、温度変化等の外的因子に対して圧力変動を抑えることが可能となる。
【００５５】
この負圧生成部材４１には、弾性部材４１６の可撓膜４１４に対する付勢力を変化させるための付勢力調整ねじ４１７が設けられている。付勢力調整ねじ４１７は、開口部４１３と対向するケーシング４１１の壁面を貫通し、先端部４１７ａが内部空間４１５内に位置するように該ケーシング４１１に螺着されている。このため、ケーシング４１１の外側からドライバー等の適宜の治具を用いて正逆回転させることによって進退移動させ、先端部４１７ａの位置を変化させることができるようになっている。
【００５６】
弾性部材４１６の他端部（図２に対して左側の端部）は、この付勢力調整ねじ４１７の先端部４１７ａに当接しており、この先端部４１７ａと可撓膜４１４との間で該可撓膜４１４をＡ方向に向けて付勢している。従って、付勢力調整ねじ４１７を調整することで、先端部４１７ａと可撓膜４１４との間の距離を変化させ、弾性部材４１６の付勢力を変化させることができる。
【００５７】
この付勢力の変化は、初期設定において可撓膜４１４の変位量が±ｄの範囲内に収まるようにするためのものであり、これにより弾性部材４１６のばらつきを調整することができる。また、例えば液体保持部３を大きさの異なるものに交換すること等によって液体保持部３内の液面高さが変わり、背圧維持装置４によって維持すべき圧力値が変化した場合でも、この付勢力調整ねじ４１７を調整し、制御圧力近傍で±ｄの範囲内に可撓膜４１４の位置が来るように付勢力を変化させることで、適正な圧力値に維持することができるようになる。
【００５８】
負圧生成部材４１には、可撓膜４１４が形成されていない側面に、内部空間４１５と連通する３つの穴が形成され、圧力検知流路４２１、リーク流路４２２及び連通路４２３がそれぞれ接続されている。
【００５９】
圧力検知流路４２１は、負圧生成部材４１の上方に向けて延び、その端部に圧力検知センサ４３が設けられている。圧力検知センサ４３は、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の気体圧力を検知する。
【００６０】
リーク流路４２２は、負圧生成部材４１よりも上部において端部が大気開放されている。その途中には該リーク流路４２２を開閉する電磁弁４４と、該電磁弁４４を開放した際に、外部（大気圧下の気体領域）からリーク流路４２２内を通って負圧生成部材４１の内部空間４１５内に流入する気体の流量を一定量に制限する流路抵抗弁４５が設けられている。
【００６１】
図３に流路抵抗弁４５の一例を示す。
【００６２】
流路抵抗弁４５は、リーク流路４２２内と連通すると共に該リーク流路４２２よりも大径に形成された調整室４５１を有している。調整室４５１の中途部には、側方に向けて大気流入路４５２が突設されている。大気流入路４５２の端部は開放されている。
【００６３】
なお、気体として不活性ガス等の空気以外の気体を使用する場合は、図示しないが、リーク流路４２２の開放端となるこの大気流入路４５２の端部に、不活性ガス等を大気圧下で充満させたガス袋等の気体供給源を接続しておき、大気流入路４５２から気体を流入させる必要がある場合に、この気体供給源内の大気圧下の不活性ガス等が流入するように構成される。
【００６４】
調整室４５１の内部には、ニードル弁４５３が配置されている。ニードル弁４５３は、先端４５３ａが先細り状とされ、正逆回転させることによって、該先端４５３ａが調整室４５１よりも小径なリーク流路４２２に対して接離可能となるように、調整室４５１の端部に螺着されている。４５４はパッキンである。
【００６５】
かかる流路抵抗弁４５は、ニードル弁４５３の先端４５３ａをリーク流路４２２から離れた状態となるように調整すると（図３（ａ））、大気流入路４２５から大気が調整室４５１からニードル弁４５３の先端４５３ａを通過してリーク流路４２２側に流入し易い状態となり、リーク流路４２２を通って負圧生成部材４１の内部空間４１５内に流入する単位時間当たりの気体の流入量を多くすることができる。一方、ニードル弁４５３の先端４５３ａをリーク流路４２２に近接した状態となるように調整すると（図３（ｂ））、調整室４５１からリーク流路４２２に向かう流路が狭くなるため、リーク流路４２２側に大気が流入し難い状態となり、リーク流路４２２を通って負圧生成部材４１の内部空間４１５内に流入する単位時間当たりの気体の流入量を少なくすることができる。
【００６６】
この流路抵抗弁４５は、電磁弁４４を開放して、負圧生成部材４１の可撓膜４１４が弾性部材４１６の付勢力によって内部空間４１５の容積を拡大させるために気体を流入させる際、大気開放路４５２からリーク流路４２２に流入する単位時間当たりの気体の流入量が、ニードル弁４５３を全開状態の流入量よりも小さな所定の一定量に制限されるように予めニードル弁４５３の位置が調節されている。調節位置は、背圧維持装置４に接続される液滴吐出ヘッド２の数に応じて適宜調整される。
【００６７】
連通路４２３は、負圧生成部材４１の下部において、内部空間４１５と各液滴吐出ヘッド２に対応して設けられている各液体保持部３内の気体層Ｇとを連通させている。連通路４２３の途中には、該連通路４２３を開閉させる電磁弁４６が設けられている。
【００６８】
連通路４２３は、途中で各液滴吐出ヘッド２の液体保持部３に向かう連通路４２３Ａ、４２３Ｂと端部が開放された給排気流路４２４とに分岐している。各連通路４２３Ａ、４２３Ｂにはそれぞれ手動弁４７Ａ、４７Ｂが設けられ、連通路４２３Ａ、４２３Ｂが選択的に開閉可能とされている。
【００６９】
また、給排気流路４２４には電磁弁４８とポンプ４９が順次設けられており、電磁弁４８を開放した状態でポンプ４９を排気駆動させ、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の気体を外部に排出させることで、可撓膜４１４を弾性部材４１６の付勢力に抗してＢ方向に移動させ、該負圧生成部材４１の内部空間４１５を縮小させ、該内部空間４１５の負圧状態を調整できるようになっている。この機能は主として負圧生成部材４１の初期負圧設定時の負圧量を作成するために利用される。
【００７０】
また、このポンプ４９は、給気駆動によって給排気流路４２４内に外気を取り込むように動作させることもできる。これは、電磁弁４６を閉じることで、連通路４２３Ａ、４２３Ｂを介して各液体保持部３内を加圧する際に利用できる。
【００７１】
なお、この給排気流路４２４から外気を取り込む場合、気体として不活性ガス等の空気以外の気体を使用する態様では、図示しないが、この給排気流路４２４の端部に、不活性ガス等を大気圧下で充満させたガス袋等の気体供給源を接続しておき、給排気流路４２４から気体を流入させる必要がある場合に、この気体供給源内の大気圧下の不活性ガス等を流入させるように構成される。
【００７２】
本実施形態ではポンプ４９として、正逆回転することによって給気と排気とが可能なチューブポンプを用いている。
【００７３】
かかる背圧維持装置４は、液滴吐出ヘッド２の近傍に配置されるが、各液滴吐出ヘッド２が共通のキャリッジ（図示せず）上に搭載され、液滴吐出時に該キャリッジが走査移動する液滴吐出装置１である場合、背圧維持装置４も同じキャリッジ上に搭載される。この場合、負圧生成部材４１の可撓膜４１４の表面は、キャリッジの走査移動時の圧力変動の影響を受けることのないよう、該キャリッジの走査移動方向に対して平行となるように配置することが好ましい。
【００７４】
また、１つの背圧維持装置４に接続される液滴吐出ヘッド２は、図示する２つに限らず、１つでもよく、また３つ以上であってもよい。しかし、本発明は、背圧維持装置４において気体の圧力を制御することにより、１つの背圧維持装置４によって複数の液滴吐出ヘッド２の吐出口の背圧制御を簡単に行うことができるため、液滴吐出ヘッド２は複数であるものが好ましい。
【００７５】
図４は、背圧維持装置４による圧力制御に関する構成を示すブロック図である。
【００７６】
制御部５は、背圧維持装置４の各電磁弁４４、４６、４８を開閉制御すると共に、ポンプ４９の駆動を制御可能としている。
【００７７】
内圧測定部６は、背圧維持装置４の圧力検知センサ４３を含んでおり、この圧力検知センサ４３で測定された負圧生成部材４１の内部空間４１５内の気体の圧力値をＡ／Ｄ変換して制御部５に入力する。
【００７８】
メンテスイッチ７は、後述する圧力制御モードとメンテナンスモードとを切り替えるスイッチであり、制御部５は、圧力制御モード中であっても、このメンテスイッチ７が押されてＯＮになると圧力制御を中断し、メンテナンスモードへ移行する。メンテナンスモードは、このメンテスイッチ７が押下操作されている間実行され、メンテスイッチ７の押下操作が解除されてＯＦＦになると同時に圧力制御モードに戻るようになっている。
【００７９】
制御部５は、これら選択されたモードと内圧測定部６からの圧力値に基づいて、各電磁弁４４、４６、４８及びポンプ４９の制御を行う。
【００８０】
次に、図５に示すタイムチャートを用いて、背圧維持装置４の制御動作について説明する。
【００８１】
なお、液滴吐出装置１は、予め各液滴吐出ヘッド２の液体保持部３内に、液面が吐出口面２１から高さｈｃｍとなるように液体Ｌが注がれ、キャップ３２をして各連通路４２３Ａ、４２３Ｂによって背圧維持装置４と接続されている。負圧生成部材４１の内部空間４１５内には気体が満たされ、弾性部材４１６によって可撓膜４１４がＡ方向（図２）に付勢されることによって所定の負圧状態が生成されている。この初期負圧設定は、リーク流路４２２の電磁弁４４、手動弁４７Ａ、４７Ｂを閉じ、電磁弁４６、４８を開放し、ポンプ４９を排気駆動させることによって行われ、これによって生成された負圧は、手動弁４７Ａ、４７Ｂを開放した後、連通路４２３Ａ、４２３Ｂを介して各液滴吐出ヘッド２が有する液体保持部３内の気体層Ｇに作用し、各液滴吐出ヘッド２の吐出口を最適な負圧状態（−０．５〜−１．５ｋＰａ）に維持している。
【００８２】
まず、メンテナンスモードについて説明する。
【００８３】
メンテナンスモードは、各液滴吐出ヘッド２への液体導入時、または吐出口に乾燥した液体が詰まること等によってノズル欠が発生した場合の吐出口の回復時に使用するモードであり、オペレータ等によってメンテスイッチ７が押下操作されることで動作する。
【００８４】
メンテスイッチ７が押されてＯＮになると、制御部５はリーク流路４２２の電磁弁４４と連通路４２３の電磁弁４６を共に閉じ、給排気流路４２４の電磁弁４８を開き、これと同時にポンプ４９を駆動させ、給排気流路４２４、連通路４２３Ａ、４２３Ｂを通して各液体保持部３内への給気動作を開始する。このとき、手動弁４７Ａ、４７Ｂは開放されている。
【００８５】
これにより各液体保持部３内の気体層Ｇの圧力を大気圧よりも高くなるように加圧し、液滴吐出ヘッド２の吐出口から液体保持部３内の不要な液体Ｌや液滴吐出ヘッド２内の不要な気体（気泡）を吐き出させる。このとき、電磁弁４４、４６は閉じているため、加圧時はメンテスイッチ７を押す直前の圧力が維持された状態となっており、圧力検知センサ４３や負圧生成部材４１を構成する可撓膜４１４を破壊することなく液滴吐出ヘッド２に対して加圧を行うことができる。
【００８６】
所定時間の後、メンテスイッチ７の押下操作が解除されてＯＦＦとなると、メンテナンスモードから圧力制御モードに戻る。
【００８７】
圧力制御モードでは、液滴吐出装置１は、印字時、待機時において背圧維持装置４によって圧力制御が実行され、背圧維持装置４によって各液滴吐出ヘッド２の吐出口が、予め決められた所定の負圧状態を維持するように制御される。
【００８８】
この所定の負圧状態とするための制御値は一定の幅を有しており、制御圧値を中心とした圧力上限値と圧力下限値との間で制御される。ここでは、液体保持部３内の液体Ｌの液面高さが吐出口面２１からｈｃｍの位置である場合に、制御圧値＝−０．１×（ｈ＋７）ｋＰａ、圧力上限値＝−０．１×（ｈ＋５）ｋＰａ、圧力下限値＝−０．１×（ｈ＋９）ｋＰａとした。
【００８９】
この圧力制御モードでは、制御部５は電磁弁４６を開放することで負圧生成部材４１によって生成された負圧を各液体保持部３内に作用させると共に、内圧測定部６から送られる圧力検知センサ４３によって測定された圧力値を監視し、その結果に応じて電磁弁４４、４６、４８の開閉及びポンプ４９の駆動をそれぞれ制御する。
【００９０】
内圧測定部６から送られる圧力値が圧力下限値よりも低い場合、制御部５は電磁弁４８を閉じ、電磁弁４４、４６を開放してリーク流路４２２を開放する。これにより可撓膜４１４は弾性部材４１６の付勢力によってＡ方向（図２）に移動して内部空間４１５の容積を拡大させ、これに伴って外気が負圧生成部材４１の内部空間４１５内に取り込まれる。リーク流路４２２には流路抵抗弁４５が設けられてリーク流路４２２内を流れる流量を一定量に制限しているため、内部空間４１５内に一気に外気が取り込まれるようなことはなく、内部空間４１５内の圧力は徐々に高くなる。内部空間４１５内の圧力が制御圧値になったら、制御部５は電磁弁４４を閉じる。
【００９１】
また、内圧測定部６から送られる圧力値が圧力上限値よりも高い場合、制御部５は電磁弁４４を閉じ、電磁弁４６、４８を開放して、ポンプ４９を排気駆動する。これにより負圧生成部材４１の内部空間４１５内の気体は連通路４２３、給排気流路４２４を介して外部に排出されて、該内部空間４１５内の圧力は低くなり、可撓膜４１４を弾性部材４１６の付勢力に抗してＢ方向（図２）に移動させ、負圧生成部材４１の内部空間４１５の容積を縮小させる。内部空間４１５内の圧力が制御圧値になったら、制御部５は電磁弁４８を閉じ、ポンプ４９を停止する。
【００９２】
このポンプ４９の排気駆動による内部空間４１５内の圧力低下制御は、主として初期負圧設定時に行われるものであり、後述するように、通常の印字動作時には、上述の電磁弁４４を開放する制御が行われる。
【００９３】
メンテスイッチ７がＯＦＦとなった直後では、メンテナンスモードによる余圧が負圧生成部材４１に掛かっている。その余圧によって負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力が圧力上限値よりも高くなった場合は、制御部５は電磁弁４４を閉じ、電磁弁４６、４８を開放して、ポンプ４９を排気駆動し、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の気体を給排気流路４２４から外部に排出することで、該内部空間４１５内の圧力を圧力上限値未満となるように変化させる。
【００９４】
但し、本実施形態で使用しているポンプ４９はチューブポンプであるため、精度良く排気量を制御できないため、結果として負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力は圧力下限値よりも低くなってしまう（図５中の状態１）。この状態になると、制御部５はポンプ４９を停止し、電磁弁４４を開放して、上述のようにリーク流路４２２から外気を取り込む動作を行う。このリーク流路４２２は流路抵抗弁４５によって内部空間４１５内に流れ込む気体の流量を一定量に制限しているため、電磁弁４４を開いても急な圧力変動は生じず、緩やかに負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力を圧力下限値よりも上に押し上げ、制御圧値に復帰させる。
【００９５】
なお、メンテナンスモードにおいて制御される気体体積よりも圧力制御モードにおいて制御される気体体積の方が大きいので、メンテナンスモードから圧力制御モードに切り替わったときでも、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力はそれほど大きく圧力上限値を上回ることはない。
【００９６】
圧力制御モードにおいて印字動作を始めると、液滴吐出ヘッド２の各吐出口から液滴が吐出され、液体保持部３内の液体Ｌが消費されることで、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力値が低下していく（図５中の状態２）。このまま印字を継続していくと、内部空間４１５内の圧力はやがて圧力下限値を下回ることになる。
【００９７】
このとき制御部５は、電磁弁４４を開いて、リーク流路４２２から外気を取り込み、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力を圧力下限値よりも正圧側に押し上げる。流路抵抗弁４５によってリーク流路４２２の流量は一定量に制限されているため、圧力の変化は非常に緩やかとなり、徐々に制御圧値に復帰する。
【００９８】
図６は、本実施形態に示す背圧維持装置４によって負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力を調整した例を示すグラフである。ここでは、液体Ｌの液面高さｈ＝３ｃｍ、制御圧値＝−１．０ｋＰａ、圧力上限値＝−０．８ｋＰａ、圧力下限値−１．２ｋＰａとし、液体Ｌの消費量が０．７ｃｃ／ｓｅｃのときの圧力制御結果を示している。
【００９９】
同図に示すように、リーク流路４２２の電磁弁４４を閉じた状態で印字動作が行われることにより、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力が低下して圧力下限値を下回ると、電磁弁４４を開放してリーク流路４２２から外気を取り込むことで、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力値は徐々に上昇し、制御圧値付近まで復帰して所定の負圧状態に維持することができることがわかる。
【０１００】
この負圧状態の維持には電磁弁４４を開閉制御するだけでよく、ポンプ４９を頻繁に駆動させる必要はない。
【０１０１】
以上のように、背圧維持装置４は、制御部５の電磁弁４４、４６、４８及びポンプ４９の制御により、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力を所定の圧力上限値と圧力下限値の間の負圧状態に収まるように制御するが、特に本発明では、温度変化によって圧力変動が生じ、負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力が上昇しても、弾性部材４１６の付勢力によって可撓膜４１４が±ｄの範囲で変位可能であることによってこの圧力変動分を吸収でき、温度変化による圧力変動は抑制される。
【０１０２】
図７は、本実施形態に示す背圧維持装置４によって負圧生成部材４１の内部空間４１５内の圧力を弾性部材４１６の付勢力を利用して調整した場合（ばね圧で負圧を維持）と、特許文献３記載のように、圧力値をリーク流路からの外気の取り込みと排気ポンプの駆動による排気とのつり合いによって制御する場合（空気圧で負圧を維持）との温度変化によって発生する圧力変動を比較したグラフである。
【０１０３】
同図に示すように、空気圧で負圧を維持する場合では、温度の上昇と共に圧力値が増加することがわかる。このように圧力値が上昇するとやがて圧力上限値を越え、排気ポンプを駆動することによって圧力上限値よりも下回るように制御することはできるが、それによって今度は圧力下限値を大きく下回ってしまい、圧力制御幅が結果として大きくふれてしまう。
【０１０４】
これに対し、本実施形態のようにばね圧で負圧を維持する場合では、温度変化による圧力変動がほぼ抑制されていることがわかる。これにより、圧力変動は印字時の液体Ｌの消費に伴う変動だけとなる。これは電磁弁４４を開放してリーク流路４２２から内部空間４１５内に気体を取り込む制御を行うだけで圧力を所定の負圧状態に収めることができ、高精度の制御が困難なポンプ４９を駆動して圧力制御する必要はない。
【０１０５】
その結果、圧力制御の精度が向上し、ポンプ４９の使用頻度を抑えることができ、ポンプ４９の交換頻度も下げることができるようになる。また、ポンプ４９として精度の低い安価なポンプでも使用可能であるため、コストダウンが可能となる。
【０１０６】
すなわち、本発明によれば、負圧生成部材４１の内部空間４１５内に充満された気体の圧力を利用して、ポンプ４９を頻繁に駆動する必要なく、高精度な圧力調整を可能とし、且つ装置コストを低減可能であり、温度変化によって生じる圧力変動の影響を抑止できて、より安定した圧力維持を実現することができる。
【０１０７】
図８及び図９は、負圧生成部材４１の他の態様をそれぞれ示している。図２と同一符号は同一構成を示しているため、それらの詳細な説明は省略する。
【０１０８】
図８に示す負圧生成部材４１Ａは、内部空間４１５内に配置されて可撓膜４１４に対して内側から付勢力を作用させる図２に示す弾性部材４１６に代えて、内部空間４１５の外部から可撓膜４１４に対して付勢力を作用させる弾性部材４１６Ａを用いている。
【０１０９】
すなわち、負圧生成部材４１Ａの可撓膜４１４の表面に対して所定距離をおいて対向するように支持板４１８が立設されており、この支持板４１８の表面と可撓膜４１４の表面との間に亘って弾性部材４１６Ａが取り付けられている。弾性部材４１６Ａは引っ張りばねからなり、可撓膜４１４に対して一端部（図８の左側の端部）で垂直に取り付けられ、該可撓膜４１４をＡ方向に引っ張ることで、内部空間４１５内に負圧状態を作成する。
【０１１０】
支持板４１８は、可撓膜４１４に対して所定距離をおいて対向していればよく、図示するように、支持補助板４１８ａによって負圧生成部材４１Ａのケーシング４１１に固定されてもよいし、背圧維持装置４の内部又は液滴吐出装置１の内部において、負圧生成部材４１Ａとは独立した位置に固定配置されていてもよい。
【０１１１】
この負圧生成部材４１Ａを用いた背圧維持装置４によっても、上述と同様の作用、効果を得ることができる。
【０１１２】
図９に示す負圧生成部材４１Ｂは、図２に示す弾性部材４１６に代えて、電磁石を用いた吸引力によって、可撓性４１４に対して外側に向けた力を作用させるようにしている。
【０１１３】
すなわち、負圧生成部材４１Ｂの可撓膜４１４の表面に対して所定距離をおいて対向するように電磁石４１９が配置されている。一方、可撓膜４１４の中央部には電磁石４１９で発生した磁力によって吸引可能な部材４１９ａが取り付けられている。この部材４１９ａには例えば永久磁石４１９ａを用いることができる。
【０１１４】
従って、電磁石４１９に通電を行って磁力を発生させると、可撓膜４１４に取り付けられた部材４１９ａが吸引され、該可撓膜４１４をＡ方向に引っ張ることで、内部空間４１５内に負圧状態を作成する。可撓膜４１４の移動量は、電磁石４１９に対する通電量を変化させ、部材４１９ａに対する吸引力を変化させることによって調整可能である。
【０１１５】
この負圧生成部材４１Ｂを用いた背圧維持装置４によっても、上述と同様の作用、効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明に係る液滴吐出装置の一例を示す概略構成図
【図２】負圧生成部材を側面から見た状態の断面図
【図３】流路抵抗弁の一例を示す断面図であり、（ａ）は流路を広くした状態、（ｂ）は流路を狭くした状態を示す
【図４】背圧維持装置による圧力制御に関する構成を示すブロック図
【図５】液滴吐出装置の背圧維持装置の制御動作を説明するタイムチャート
【図６】本実施形態に示す背圧維持装置によって負圧生成部材の内部空間内の圧力を調整した例を示すグラフ
【図７】本実施形態に示す背圧維持装置によって負圧生成部材の内部空間内の圧力を弾性部材の付勢力を利用して調整した場合（ばね圧で負圧を維持）と、特許文献３記載のように、圧力値をリーク流路からの外気の取り込みと排気ポンプの駆動による排気とのつり合いによって制御する場合（空気圧で負圧を維持）との温度変化によって発生する圧力変動を比較したグラフ
【図８】負圧生成部材の他の例を示す断面図
【図９】負圧生成部材の更に他の例を示す断面図
【符号の説明】
【０１１７】
１：液滴吐出装置
２：液滴吐出ヘッド
２１：吐出口面
３：液体保持部
３１：導管
３２：キャップ
４：背圧維持装置
４１、４１Ａ、４１Ｂ：負圧生成部材
４１１：ケーシング
４１１ａ：基準面
４１２：凹部
４１３：開口部
４１４：可撓膜
４１５：内部空間
４１６、４１６Ａ：弾性部材
４１７：付勢力調整ねじ
４１７ａ：先端部
４１８：支持板
４１８ａ：支持補助板
４１９：電磁石
４１９ａ：部材
４２１：圧力検知流路
４２２：リーク流路
４２３、４２３Ａ、４２３Ｂ：連通路
４２４：給排気流路
４３：圧力検知センサ
４４：電磁弁
４５：流路抵抗弁
４５１：調整室
４５２：大気流入路
４５３：ニードル弁
４５３ａ：先端
４５４：パッキン    
４６：電磁弁
４７Ａ、４７Ｂ：手動弁
４８：電磁弁
４９：ポンプ
５：制御部
６：内圧測定部
７：メンテスイッチ
Ｌ：液体
Ｇ：気体層
【図１】
2010064320.tif 000003
【図２】
2010064320.tif 000004
【図３】
2010064320.tif 000005
【図４】
2010064320.tif 000006
【図５】
2010064320.tif 000007
【図６】
2010064320.tif 000008
【図７】
2010064320.tif 000009
【図８】
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【図９】
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