(57)【要約】      （修正有）【課題】液体吐出装置における液体の吐出制御を改善する。【解決手段】液体吐出装置の制御部は、圧力伝達調整部によって液室から流路への圧力の伝達が抑制されている状態において、容積変更部に、前記液室の容積を低減させて前記液室の圧力を増大させ、ノズルからの前記液体の流出を開始させる加圧処理と、前記ノズルから前記液体が流出している間において、予め決められた経過時間が経過したときに、前記圧力伝達調整部と前記容積変更部の少なくとも一方を駆動することによって、前記液室の圧力を低減させて、前記ノズルの前記液体から液滴を分離させる減圧処理と、前記減圧処理の実行前に、前記経過時間を前記液体の目標吐出量に応じて決定する吐出量制御処理と、を実行する。【選択図】図３
2018202644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出装置であって、
液体を収容する液室と、
前記液室に接続された前記液体の流路であって、少なくとも、前記液室に前記液体を供給するための流入路を含む流路と、
前記液室に接続され、前記液室の前記液体を吐出するノズルと、
前記液室の容積を変更して、前記ノズルから前記液体を吐出させる容積変更部と、
前記液室から前記流路への前記液体の流入を制御して、前記液室から前記流路への圧力の伝達を調整する圧力伝達調整部と、
前記容積変更部と、前記圧力伝達調整部と、を制御して、前記ノズルから前記液体を吐出させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記圧力伝達調整部によって前記液室から前記流路への圧力の伝達が抑制されている状態において、前記容積変更部に、前記液室の容積を低減させて前記液室の圧力を増大させ、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させる加圧処理と、
前記加圧処理を実行した後、前記ノズルから前記液体が流出している間において、予め決められた経過時間が経過したときに、前記圧力伝達調整部と前記容積変更部の少なくとも一方を駆動することによって、前記液室の圧力を低減させて、前記ノズルの前記液体から液滴を分離させて飛翔させる減圧処理と、
前記減圧処理の実行前に、前記経過時間を前記液体の目標吐出量に応じて決定する吐出量制御処理と、
を実行する、液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１記載の液体吐出装置であって、
前記圧力伝達調整部は、前記流入路の流路抵抗を変化させることによって、前記液室から前記流入路への前記液体の流入を調整する流入路抵抗変更部であり、
前記加圧処理は、前記流入路抵抗変更部によって、前記流入路の流路抵抗が増大されて、前記液室から前記流入路への圧力の伝達が抑制されている状態において実行され、
前記減圧処理は、前記容積変更部によって前記液室の容積が低減されている間に、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の流路抵抗を低減させて、前記液室から前記流入路へと圧力が逃げるのを促進させることによって、前記液室の圧力を低減させる処理であり、
前記経過時間は、前記加圧処理において前記容積変更部に前記液室の容積を低減させた後、前記減圧処理において前記流入路抵抗変更部が前記流入路の流路抵抗を減少させる動作を開始するまでの間の時間である、液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１記載の液体吐出装置であって、
前記圧力伝達調整部は、前記流入路の流路抵抗を変化させることによって、前記液室から前記流入路への圧力の伝達を調整する流入路抵抗変更部であり、
前記加圧処理は、前記流入路抵抗変更部によって、前記流入路の流路抵抗が増大されて、前記液室から前記流入路への圧力の伝達が抑制されている状態において実行され、
前記減圧処理は、前記液室の圧力が前記加圧処理の実行前の圧力より高い間に、前記容積変更部に前記液室の容積を増大させることによって、前記液室の圧力を低減させる処理であり、
前記経過時間は、前記加圧処理において前記容積変更部に前記液室の容積を低減させた後、前記減圧処理において前記容積変更部に前記液室の容積の増大を開始させるまでの間の時間である、液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１記載の液体吐出装置であって、
前記流路は、さらに、前記液室の前記液体を排出する流出路を含み、
前記圧力伝達調整部は、前記液室から前記流出路への前記液体の流入量を変更して、前記液室から前記流出路への圧力の伝達を調整する流入量変更部であり、
前記加圧処理は、前記流入量変更部によって、前記流出路への前記液体の流入量が低減され、前記液室から前記流出路への圧力の伝達が抑制されている状態において実行され、
前記減圧処理は、前記容積変更部によって前記液室の容積が低減されている間に、前記流入量変更部に、前記流出路への前記液体の流入量を増大させることによって、前記液室の圧力を低減させる処理であり、
前記経過時間は、前記加圧処理において前記容積変更部に前記液室の容積を低減させた後、前記減圧処理において前記流入量変更部が前記流出路への前記液体の流入量を増大させる動作を開始するまでの間の時間である、液体吐出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
前記流入路から前記ノズルまでの間の流路抵抗をＲとし、前記流入路から前記ノズルまでの間のイナータンスをＭとし、前記流入路から前記ノズルまでの間のコンプライアンスをＣとするとき、√（Ｍ／Ｃ）＜Ｒ／２の関係が満たされている、液体吐出装置。
【請求項６】
液体吐出装置の制御方法であって、
液体を収容する液室に接続されている前記液体の流路への圧力の伝達が抑制されている状態において、前記液室の圧力を増大させ、前記液室に連通しているノズルから前記液体の流出を開始させる加圧工程と、
前記加圧工程によって、前記ノズルからの前記液体の流出が開始された後、前記ノズルから前記液体が流出している間において、予め決められた経過時間が経過したときに、前記液室の圧力を低減させて、前記ノズルの前記液体から液滴を分離させて飛翔させる減圧工程と、
前記減圧工程の前に、前記経過時間を、前記液体の目標吐出量に応じて決定する吐出量制御工程と、
を備える、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アクチュエーターによって液室の容積を変化させ、液室内の圧力を変動させることによって、液室に収容されているインクなどの液体を、液室に連通しているノズルから吐出する種々の液体吐出装置が提案されている（例えば、下記の特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２００４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そうした液体吐出装置においては、吐出される液体の量を、より精度よく制御できることが望ましい。上記の特許文献１のインクジェット装置では、供給流路への先端部の挿入量によって供給流路内における流体抵抗を変化させる抵抗可変機構によって、インクの吐出速度や吐出量を設定変更している。しかしながら、特許文献１の技術では、ノズルから液体を吐出する際の液室内における圧力の制御については十分な考慮がされていない。そのため、ノズルから液体を吐出する際に、ノズルから吐出された液体が適切に途切れずに、その後端部位が延びて無駄に尾を引き、液滴の形状が崩れる可能性や、液体の吐出量に誤差が生じる可能性があった。また、液滴が分離する際に、想定している以上の不要なミストが生じ、液滴の飛翔状態や、液滴の着弾状態が悪化してしまう可能性もあった。このように、液体吐出装置における液体の吐出制御については、依然として改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
［１］本発明の一形態は、液体吐出装置として提供される。この液体吐出装置は、液体を収容する液室と；前記液室に接続された前記液体の流路であって、少なくとも、前記液室に前記液体を供給するための流入路を含む流路と；前記液室に接続され、前記液室の前記液体を吐出するノズルと；前記液室の容積を変更して、前記ノズルから前記液体を吐出させる容積変更部と；前記液室から前記流路への前記液体の流入を制御して、前記液室から前記流路への圧力の伝達を調整する圧力伝達調整部と；前記容積変更部と、前記圧力伝達調整部と、を制御して、前記ノズルから前記液体を吐出させる制御部と；を備える。前記制御部は、前記圧力伝達調整部によって前記液室から前記流路への圧力の伝達が抑制されている状態において、前記容積変更部に、前記液室の容積を低減させて前記液室の圧力を増大させ、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させる加圧処理と；前記加圧処理を実行した後、前記ノズルから前記液体が流出している間において、予め決められた経過時間が経過したときに、前記圧力伝達調整部と前記容積変更部の少なくとも一方を駆動することによって、前記液室の圧力を低減させて、前記ノズルの前記液体から液滴を分離させて飛翔させる減圧処理と；前記減圧処理の実行前に、前記経過時間を前記液体の目標吐出量に応じて決定する吐出量制御処理と；を実行する。
この形態の液体吐出装置によれば、加圧処理において、液室の圧力が流路に伝達されるのが抑制された状態で液室の圧力が増大される。そのため、ノズルからの液体の流出を開始させるための駆動力を、ノズルへと効率よく伝達することができる。また、減圧処理によって生じさせた圧力変化によって、ノズルの液体と液滴とを効率的に分離させることができる。そのため、例えば、ノズルから吐出された液滴が、無駄に尾を引くことや、不要なミストを伴うことが抑制されるなど、吐出不良の発生が抑制される。さらに、加圧処理実行後の経過時間を調整することによって、液体の吐出量の制御を、高い精度で簡易におこなうことができる。このように、この形態の液体吐出装置によれば、液体の吐出不良の発生を抑制しつつ、液体の吐出量の制御性を高めることができ、液体吐出装置における液体の吐出制御を改善できる。
【０００７】
［２］上記形態の液体吐出装置において、前記圧力伝達調整部は、前記流入路の流路抵抗を変化させることによって、前記液室から前記流入路への前記液体の流入を調整する流入路抵抗変更部であり；前記加圧処理は、前記流入路抵抗変更部によって、前記流入路の流路抵抗が増大されて、前記液室から前記流入路への圧力の伝達が抑制されている状態において実行され；前記減圧処理は、前記容積変更部によって前記液室の容積が低減されている間に、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の流路抵抗を低減させて、前記液室から前記流入路へと圧力が逃げるのを促進させることによって、前記液室の圧力を低減させる処理であり；前記経過時間は、前記加圧処理において前記容積変更部に前記液室の容積を低減させた後、前記減圧処理において前記流入路抵抗変更部が前記流入路の流路抵抗を減少させる動作を開始するまでの間の時間であってよい。
この形態の液体吐出装置によれば、流入路抵抗変更部による流入路の流路抵抗を増大させる動作によって、加圧処理において、流入路へと圧力が伝達されることが抑制される。よって、加圧処理において容積変更部が発生させる圧力を、ノズルへと効率的に伝達させることができる。また、減圧処理において、流入路抵抗変更部が流入路の流路抵抗を減少させる動作によって、液滴の分離を促進させる負圧を液室内に簡易に生じさせることができる。また、容積変更部と流入路抵抗変更部の駆動タイミングをそれぞれ制御することによって、液体の吐出量を、高い精度で簡易に制御することができる。
【０００８】
［３］上記形態の液体吐出装置において、前記圧力伝達調整部は、前記流入路の流路抵抗を変化させることによって、前記液室から前記流入路への圧力の伝達を調整する流入路抵抗変更部であり、前記加圧処理は、前記流入路抵抗変更部によって、前記流入路の流路抵抗が増大されて、前記液室から前記流入路への圧力の伝達が抑制されている状態において実行され、前記減圧処理は、前記液室の圧力が前記加圧処理の実行前の圧力より高い間に、前記容積変更部に前記液室の容積を増大させることによって、前記液室の圧力を低減させる処理であり、前記経過時間は、前記加圧処理において前記容積変更部に前記液室の容積を低減させた後、前記減圧処理において前記容積変更部に前記液室の容積の増大を開始させるまでの間の時間であってよい。
この形態の液体吐出装置によれば、流入路抵抗変更部が流入路の流路抵抗を増大させる動作によって、加圧処理において、流入路へと圧力が伝達されることが抑制される。よって、加圧処理において容積変更部が発生させる圧力を、ノズルへと効率的に伝達させることができる。また、減圧処理において容積変更部が発生させる負圧を、ノズルへと効率的に伝達させることができ、液滴の分離を促進させることができる。加えて、容積変更部による液室の容積を変動させるタイミングを制御することによって、液体の吐出量を、高い精度で簡易に制御することができる。
【０００９】
［４］上記形態の液体吐出装置において、前記流路は、さらに、前記液室の前記液体を排出する流出路を含み；前記圧力伝達調整部は、前記液室から前記流出路への前記液体の流入量を変更して、前記液室から前記流出路への圧力の伝達を調整する流入量変更部であり；前記加圧処理は、前記流入量変更部によって、前記流出路への前記液体の流入量が低減され、前記液室から前記流出路への圧力の伝達が抑制されている状態において実行され；前記減圧処理は、前記容積変更部によって前記液室の容積が低減されている間に、前記流入量変更部に、前記流出路への前記液体の流入量を増大させることによって、前記液室の圧力を低減させる処理であり；前記経過時間は、前記加圧処理において前記容積変更部に前記液室の容積を低減させた後、前記減圧処理において前記流入量変更部が前記流出路への前記液体の流入量を増大させる動作を開始するまでの間の時間であってよい。
この形態の液体吐出装置によれば、流出路を有することによって、液室に液体が滞留することを抑制でき、液体の滞留に起因する液体の吐出不良を抑制できる。また、液室の気泡を、流出路から、液体とともに排出することができ、液室の気泡に起因する液体の吐出不良の発生を抑制することができる。この形態の液体吐出装置によれば、加圧処理において、流入量変更部によって流出路への液体の流出が抑制されて、液室の圧力が流出路へと伝達されることが抑制される。そのため、加圧処理において容積変更部が発生させる圧力を、ノズルへと効率的に伝達させることができる。また、減圧処理において、流入量変更部が、流出路に流出する液体の量を増大させることによって、液滴の分離を促進させる負圧を液室内に簡易に生じさせることができる。加えて、容積変更部と流入量変更部の駆動タイミングをそれぞれ制御することによって、液体の吐出量を、高い精度で簡易に制御することができる。
【００１０】
［５］上記形態の液体吐出装置において、前記流入路から前記ノズルまでの間の流路抵抗をＲとし、前記流入路から前記ノズルまでの間のイナータンスをＭとし、前記流入路から前記ノズルまでの間のコンプライアンスをＣとするとき、√（Ｍ／Ｃ）＜Ｒ／２の関係が満たされてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、加圧処理および減圧処理における液室内の圧力変化によって、液室内の液体が振動して、ノズルからの液体の吐出が阻害されてしまうことが抑制される。
【００１１】
［６］本発明の他の形態は、液体吐出装置の制御方法として提供される。この制御方法は、液体を収容する液室に接続されている前記液体の流路への圧力の伝達が抑制されている状態において、前記液室の圧力を増大させ、前記液室に連通しているノズルから前記液体の流出を開始させる加圧工程と；前記加圧工程によって、前記ノズルからの前記液体の流出が開始された後、前記ノズルから前記液体が流出している間において、予め決められた経過時間が経過したときに、前記液室の圧力を低減させて、前記ノズルの前記液体から液滴を分離させて飛翔させる減圧工程と；前記減圧工程の前に、前記経過時間を、前記液体の目標吐出量に応じて決定する吐出量制御工程と；を備える。
この形態の制御方法によれば、加圧工程において、ノズルからの液体の流出を開始させるための圧力変化を、ノズルへと効率よく伝達することができる。また、減圧工程によって生じさせた圧力変化によって、ノズルの液体と液滴とを効率的に分離させることができ、液体の吐出不良の発生が抑制される。さらに、加圧工程実行後の経過時間を調整することによって、液体の吐出量の制御を、高い精度で簡易におこなうことができる。
【００１２】
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
【００１３】
本発明は、液体吐出装置やその制御方法以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、液体吐出システムや、液体吐出システムの制御方法、液体吐出装置や液体吐出システムにおける液体の吐出方法、それらの方法を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態における液体吐出装置の構成を示す概略ブロック図。
【図２】第１実施形態におけるヘッド部の内部構成を示す概略断面図。
【図３】第１実施形態の吐出処理における制御部の制御工程を示すフロー図。
【図４】第１実施形態における吐出処理のタイミングチャートの一例を示す説明図。
【図５Ａ】第１実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第１の概略図。
【図５Ｂ】第１実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第２の概略図。
【図５Ｃ】第１実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第３の概略図。
【図６】吐出処理の実行中における液室内の圧力の時間変化を示す説明図。
【図７】第１実施形態の吐出量制御処理において用いられるマップの一例を示す説明図。
【図８】第２実施形態のヘッド部の等価回路を示す概略図。
【図９】第３実施形態における吐出処理のタイミングチャートの一例を示す説明図。
【図１０Ａ】第３実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第１の概略図。
【図１０Ｂ】第３実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第２の概略図。
【図１１】第４実施形態における液体吐出装置の構成を示す概略ブロック図。
【図１２】第４実施形態におけるヘッド部の内部構成を示す概略断面図。
【図１３】第４実施形態における吐出処理のタイミングチャートの一例を示す説明図。
【図１４Ａ】第４実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第１の概略図。
【図１４Ｂ】第４実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第２の概略図。
【図１４Ｃ】第４実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第３の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における液体吐出装置１００Ａの全体構成を示す概略ブロック図である。第１実施形態の液体吐出装置１００Ａは、タンク１０と、圧力調整部１５と、供給路１６と、ヘッド部２０Ａと、制御部２５と、を備える。
【００１６】
タンク１０には液体が収容されている。液体は、例えば、所定の粘度を有するインクである。タンク１０内の液体は、ヘッド部２０Ａに接続されている供給路１６を通じてヘッド部２０Ａに供給される。
【００１７】
圧力調整部１５は、供給路１６に設けられており、供給路１６を通じてヘッド部２０Ａに供給される液体の圧力を予め決められた圧力に調整する。圧力調整部１５は、タンク１０から液体を吸引するポンプや、ヘッド部２０Ａ側の圧力が所定の圧力になるように開閉するバルブなどによって構成される（図示は省略）。ヘッド部２０Ａは、供給路１６から供給された液体を吐出する。ヘッド部２０Ａの動作は、制御部２５により制御される。ヘッド部２０Ａの構成については後述する。
【００１８】
制御部２５は、ＣＰＵやメモリーを備えたコンピューターとして構成されており、メモリーに記憶された制御プログラムや命令をＣＰＵが読み出して実行することにより、液体吐出装置１００Ａを制御するための種々の機能を実現する。制御プログラムは、一時的でない有形な種々の記録媒体に記録されていてもよい。制御部２５は、回路によって構成されていてもよい。制御部２５は、ヘッド部２０Ａに液体を吐出させる吐出処理を実行する。吐出処理については後述する。
【００１９】
図２は、ヘッド部２０Ａの内部構成を示す概略断面図である。図２は、ノズル３１の中心軸（図示は省略）と流入路４０とを通る切断面におけるヘッド部２０Ａの構成を模式的に表している。ヘッド部２０Ａは、液室３０と、ノズル３１と、流入路４０と、を備える。
【００２０】
液室３０は、ヘッド部２０Ａの金属製の筐体２１内に設けられている。液室３０は、内壁面３０ｗに囲まれた部屋として構成されており、液体ＬＱを収容する空間を有する。ノズル３１は、液室３０の液体ＬＱを、液滴ＤＲとして、ヘッド部２０Ａの外部へと吐出する。ノズル３１は、ヘッド部２０Ａの筐体２１を貫通する貫通孔として形成されている。ノズル３１は、液室３０の内壁面３０ｗのひとつである底壁面において開口する連通口３３を通じて、液室３０に連通している。第１実施形態では、ノズル３１は重力方向に沿って開口している。なお、ヘッド部２０Ａは、ノズル３１と液室３０とをそれぞれ２つ以上、備えていてもよい。
【００２１】
流入路４０は、液室３０に接続された液体ＬＱの流路である。ヘッド部２０Ａの筐体２１内に設けられている。流入路４０は、液室３０において開口している流入口４１を通じて液室３０に連通している。流入路４０は、供給路１６（図１）に接続されており、供給路１６から供給される液体ＬＱを液室３０に供給する。
【００２２】
ヘッド部２０Ａは、さらに、容積変更部３５と、流入路抵抗変更部５０と、を備える。容積変更部３５は、制御部２５（図１）の制御下において、液室３０の容積を変更することによって、ノズル３１から液滴ＤＲを吐出させる。容積変更部３５は、第１駆動室３６に収容されている。第１駆動室３６は、ヘッド部２０Ａの筐体２１内において液室３０の上方に設けられた部屋である。液室３０と第１駆動室３６とは、ダイヤフラム３７によって、互いに気密に隔てられている。
【００２３】
ダイヤフラム３７は、液室３０の内壁面３０ｗのひとつである上壁面を構成している。第１実施形態では、ダイヤフラム３７は、金属製の薄膜状部材によって構成されている。ダイヤフラム３７は、弾性ゴムなどの他の撓み変形可能な薄膜状部材によって構成されてもよい。
【００２４】
容積変更部３５は、ダイヤフラム３７の上面に連結されており、ダイヤフラム３７に外力を付与して撓み変形させる。第１実施形態では、容積変更部３５は、ピエゾ素子によって構成されており、自身が上下方向に伸縮することによって、ダイヤフラム３７を、上下に撓み変形させる。上述したように、ダイヤフラム３７は液室３０の内壁面３０ｗの一部を構成している。ダイヤフラム３７が撓み変形すると、液室３０の容積が変動する。容積変更部３５は、ダイヤフラム３７を上下方向に変位させることによって、液室３０の容積を変更し、液室３０内の圧力を変化させる。
【００２５】
図２には、ダイヤフラム３７が撓み変形していない平坦な状態が例示されている。以下、このときの容積変更部３５の伸縮方向における長さを、容積変更部３５の「基準長」とも呼び、液室３０の容積を「基準容積」とも呼ぶ。容積変更部３５が基準長から伸長したときに、液室３０の容積は基準容積から減少する。一方、容積変更部３５が基準長から収縮したときに、液室３０の容積は基準容積から増大する。
【００２６】
流入路抵抗変更部５０は、流入路抵抗変更部５０は、流入路４０に設けられている。流入路抵抗変更部５０は、制御部２５（図１）の制御下において、流入路４０の容積を変更して、流入路４０の流路抵抗を変化させて、流入路抵抗変更部５０は、液室３０と流入路４０との間の液体ＬＱの流れを制御する。後述するように、流入路抵抗変更部５０は、液室３０から流入路４０への液体ＬＱの流入を制御して、液室３０から流入路４０への圧力の伝達を調整する圧力伝達調整部として機能する。
【００２７】
流入路抵抗変更部５０は、駆動部５１と、弁体５２と、を有する。駆動部５１は、第２駆動室５３に収容されている。第２駆動室５３は、ヘッド部２０Ａの筐体２１内に設けられた部屋である。第１実施形態では、第２駆動室５３は、流入路４０の上方に設けられている。また、第２駆動室５３は、液室３０の上方において、第１駆動室３６と水平方向に隣り合って設けられている。流入路４０と第２駆動室５３とは、直線状に延びている貫通孔５４によって連通している。
【００２８】
弁体５２は、金属製の柱状の部材である。弁体５２は、上記の貫通孔５４を介して流入路４０と第２駆動室５３とに跨がって配置されている。以下、弁体５２の流入路４０側の端部５６を「先端部５６」と呼び、第２駆動室５３側の端部５６を「後端部５７」と呼ぶ。第１実施形態では、弁体５２は、先端部５６を下方とし、後端部５７を上方として、その長手方向が重力方向に沿うように配置されている。第１実施形態では、弁体５２の先端部５６は半球形状の凸部として構成されている。なお、流入路４０内に配置されている弁体５２の表面は、流入路４０の内壁面の一部を構成していると解釈できる。
【００２９】
駆動部５１は、弁体５２の後端部５７の連結されており、弁体５２に外力を付与して、弁体５２を、その長手方向に沿って変位させる。第１実施形態では、駆動部５１は、ピエゾ素子によって構成されており、第２駆動室５３内において上下方向に伸縮することによって、弁体５２を上下にピストン運動させる。なお、貫通孔５４内には、弁体５２の側面と接触して、第２駆動室５３を気密にシールするシール部材が配置されている（図示は省略）。弁体５２は、当該シール部の内周面を擦りながらピストン運動する。
【００３０】
図２には、駆動部５１が収縮して、弁体５２が流入路４０に突出している長さが最も短くなっている状態が例示されている。この状態から駆動部５１が伸長すると、弁体５２が下方に移動して、弁体５２が流入路４０に突出している長さが増大し、流入路４０の容積が低減され、流入路４０の流路抵抗が増大する。逆に、駆動部５１が収縮すると、流入路４０の容積が増大して、流入路４０の流路抵抗が低減される。
【００３１】
第１実施形態では、流入路４０は、弁座部４３を有している。弁座部４３は、弁体５２の先端部５６と対向する位置に設けられている。弁座部４３は、弁体５２が流入路４０に向かって移動するときの移動方向に徐々に径が縮小するテーパー部として構成されている。弁体５２は、流入路４０に最も突出したときに、その先端部５６が弁座部４３の内壁面に接触して、流入路４０を閉塞する。なお、この流入路４０が閉塞された状態では、流入路４０における液体ＬＱの流通が完全に遮断されていなくてもよい。このように、第１実施形態では、流入路抵抗変更部５０は、流入路４０の流路抵抗が増大する方向に弁体５２を移動させて、流入路４０を閉じる。また、流入路４０の流路抵抗が低減される方向に弁体５２を移動させて、流入路４０を開く。
【００３２】
図２に加えて、図３、図４、図５Ａ〜図５Ｃを参照して、液体吐出装置１００Ａにおいて制御部２５が実行する吐出処理を説明する。図３は、第１実施形態の吐出処理における制御部２５の制御工程を示すフロー図である。図４は、第１実施形態の吐出処理における容積変更部３５と流入路抵抗変更部５０の動作を表すタイミングチャートの一例を示す説明図である。図４では、容積変更部３５による液室３０の容積の変化が紙面下段に示され、流入路抵抗変更部５０による弁体５２の変位が紙面上段に示されている。図５Ａ〜図５Ｃは、第１実施形態の吐出処理におけるヘッド部２０Ａの動作を模式的に示す概略図である。
【００３３】
制御部２５は、吐出処理の実行開始前に、ヘッド部２０Ａを、図２に示す初期状態にする。この初期状態では、制御部２５は、液室３０の容積を上述した基準容積にし、流入路抵抗変更部５０によって、流入路４０を開いた状態にする。また、制御部２５は、圧力調整部１５（図１）によって、液室３０の圧力を、ノズル３１のメニスカス耐圧以下の予め決められた基準圧力に調整する。
【００３４】
工程１（図３）は、ノズル３１から吐出される液体ＬＱの量の目標値である目標吐出量に応じて、後述する経過時間ΔＴを決定する吐出量制御処理を実行する吐出量制御工程である。経過時間ΔＴおよび吐出量制御処理については、工程２における加圧処理と、工程３における減圧処理と、を説明した後に説明する。
【００３５】
工程２（図３）は、液体ＬＱの流路である流入路４０への圧力の伝達が抑制されている状態にして、液室３０の圧力を増大させてノズル３１から液体ＬＱの流出を開始させる加圧工程である。工程２では、制御部２５は、以下の加圧処理を実行する。加圧処理では、制御部２５は、まず、流入路抵抗変更部５０に、流入路４０の流路抵抗を増大させて、液室３０から流入路４０への圧力の伝達が抑制される状態にする。制御部２５は、時刻ｔ０において、流入路抵抗変更部５０の駆動部５１を伸長させて、弁体５２をΔＬだけ下方に変位させ、流入路４０を閉塞する（図４，図５Ａ）。
【００３６】
加圧処理において、制御部２５は、さらに、容積変更部３５によって、液室３０の容積を減少させて液室３０の圧力を増大させる。制御部２５は、時刻ｔ１において、容積変更部３５によって、液室３０の容積を基準容積から、予め決められた減少分であるΔＶだけ、瞬発的に低減させる（図４）。これによって、液室３０の圧力が増大して、ノズル３１から液体ＬＱの流出が開始される（図５Ｂ）。
【００３７】
加圧処理では、上記のように、液室３０から流入路４０への圧力の伝達が抑制される状態にされているため、容積変更部３５の動作によって生じた圧力が流入路４０の方に逃げてしまうことが抑制されている。よって、ノズル３１から液体ＬＱを流出させる駆動力が低減されてしまうことが抑制され、ノズル３１からの液体ＬＱの効率が高められている。
【００３８】
工程３（図３）は、加圧工程によって、ノズル３１からの液体ＬＱの流出が開始された後、ノズル３１から液体ＬＱが流出している間に、液室３０の圧力を低減させて、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させて飛翔させる減圧工程である。工程３では、制御部２５は、以下の減圧処理を実行する。
【００３９】
減圧処理では、ノズル３１から液体ＬＱが流出している間において、後述する経過時間ΔＴが経過したときに、圧力伝達調整部である流入路抵抗変更部５０を駆動することによって、液室３０の圧力を低減させる。「ノズル３１から液体ＬＱが流出している間」とは、ノズル３１から液体ＬＱが尾を引くように垂下している状態が継続されている間を意味している。この期間は、液室３０の容積が容積変更部３５によって基準容積から低減された状態が維持されている期間であり、液室３０の圧力が、加圧処理の実行前よりも高いままの状態にある期間である。
【００４０】
制御部２５は、その期間の間の時刻ｔ２において、流入路抵抗変更部５０の駆動部５１を収縮させて、弁体５２をΔＬだけ上方に変位させ、流入路４０を開放する（図４，図５Ｃ）。これによって、流入路４０の容積が増大し、流入路４０の流路抵抗が低減される。そのため、液室３０から流入路４０へと圧力が逃げるのが促進され、液室３０の圧力が低下し、ノズル３１の液体ＬＱを液室３０の方に引き戻す方向に働く負圧が発生する。この負圧により、ノズル３１の液体ＬＱからの液滴ＤＲの分離が促進され、液滴ＤＲの飛翔が開始される。
【００４１】
工程１（図３）の吐出量制御処理を説明する。吐出量制御処理は、目標吐出量に応じて経過時間ΔＴを決定する処理である。経過時間ΔＴは、減圧処理の開始タイミングを決める時間であり、加圧処理の実行後、減圧処理を開始するまでの間の時間である。第１実施形態では、経過時間ΔＴは、加圧処理において容積変更部３５が液室３０の容積を低減させた後、減圧処理において流入路抵抗変更部５０が流入路４０の流路抵抗を減少させる動作を開始するまでの間の時間である（図４の時刻ｔ１〜ｔ２）。
【００４２】
図６を参照する。図６には、吐出処理の実行中における液室３０内での圧力の時間変化を示すグラフが図示されている。図６では、時刻ｔ１は、加圧処理の実行直後の時刻である。グラフＧａ，Ｇｂ，Ｇｃはそれぞれ、減圧処理の実行が開始される時刻を、ｔ２ａ、ｔ２ｂ、ｔ２ｃと、順に遅くしたときの圧力の時間変化を示している。図６のグラフＧａ，Ｇｂ，Ｇｃはそれぞれ、経過時間ΔＴを、ΔＴａ，ΔＴｂ，ΔＴｃ（ΔＴａ＜ΔＴｂ＜ΔＴｃ）と、次第に長く設定したときの液室３０での圧力変化を示している。
【００４３】
図６のグラフＧａ，Ｇｂ，Ｇｃが示しているように、経過時間ΔＴが長くなるほど、減圧処理の実行が開始される時刻ｔ２ａ，ｔ２ｂ，ｔ２ｃにおける液室３０内の圧力は線形的に徐々に低下している。これは、経過時間ΔＴが長いほど、ノズル３１からの液体ＬＱの流出量が線形的に増加するためであると推察される。つまり、経過時間ΔＴを長くするほど、吐出処理において吐出される液体ＬＱの量を増大させ、液滴ＤＲのサイズを大きくすることができる。制御部２５は、吐出量制御処理において、この経過時間ΔＴとノズル３１からの液体ＬＱの流出量との相関関係を利用して、目標吐出量に応じて経過時間ΔＴを決定する。
【００４４】
図７は、制御部２５が経過時間ΔＴを決定するために用いるマップＭＰの一例を示す説明図である。このマップＭＰには、目標吐出量Ｔｖが大きいほど、経過時間ΔＴが線形的に大きくなる関係が設定されている。マップＭＰは、予め、液体吐出装置１００Ａの記憶部（図示は省略）に格納されている。制御部２５は、工程１の吐出量制御処理において、マップＭＰを参照して、目標吐出量Ｔｖに対する経過時間ΔＴを取得する。制御部２５は、工程２の加圧処理を実行した後、吐出量制御処理で決定された経過時間ΔＴの経過を待ち、工程３の減圧処理の実行を開始する。これによって、液体吐出装置１００Ａでは、目標吐出量Ｔｖに応じたサイズの液滴ＤＲが吐出される。
【００４５】
なお、液体吐出装置１００Ａでは、制御部２５は、マップＭＰの代わりに、目標吐出量Ｔｖと経過時間ΔＴとの対応関係を表す予め準備されたテーブルや関数式を用いて、目標吐出量Ｔｖに対する経過時間ΔＴを決定してもよい。あるいは、制御部２５は、そうした関数式を表す回路を用いて、目標吐出量Ｔｖに対する経過時間ΔＴの出力を得るものとしてもよい。
【００４６】
以上のように、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａによれば、加圧処理において、液室３０から流入路４０への圧力の伝達が抑制されるため、容積変更部３５が発生させる圧力を、ノズル３１へと効率的に伝達させることができる。また、減圧処理では、流入路抵抗変更部５０が流入路４０の流路抵抗を減少させる動作によって、液滴ＤＲの分離を促進させる負圧を、液室３０内に簡易に生じさせることができる。第１実施形態の液体吐出装置１００Ａによれば、流入路抵抗変更部５０の動作タイミングを決める経過時間ΔＴの調整によって、液体ＬＱの吐出量を、高い精度で簡易におこなうことができる。また、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａでは、加圧処理を実行する容積変更部３５とは別の流入路抵抗変更部５０によって減圧処理が実行される。そのため、経過時間ΔＴが、容積変更部３５の固有周期より短くても、減圧処理を、経過時間ΔＴで決まる適切なタイミングで開始することができる。つまり、減圧処理の開始タイミングが、容積変更部３５の動作性能に影響されてしまうことが抑制され、より好適なタイミングで液滴ＤＲを分離させることができ、ノズル３１からの液滴ＤＲの吐出の制御性が高められている。また、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させるタイミングを、より精度よく制御できることによって、液滴ＤＲが無駄に尾を引いてしまうことが抑制され、不要なミストの発生や、液滴ＤＲの形状の崩れなどが抑制される。よって、液滴ＤＲの飛行状態や着弾状態が劣化してしまうことが抑制され、ヘッド部２０Ａによる液滴ＤＲの吐出の信頼性が高められる。その他に、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａおよびその吐出処理を実行する制御方法によれば、上記の第１実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００４７】
Ｂ．第２実施形態：
図８は、第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂが備えるヘッド部２０Ｂの等価回路を示す概略図である。第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂの構成は、第１実施形態のヘッド部２０Ａの代わりに、第２実施形態のヘッド部２０Ｂを備えている点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａの構成とほぼ同じである。第２実施形態のヘッド部２０Ｂの構成は、以下に説明する関係が満たされるように設計されている点以外は、第１実施形態のヘッド部２０Ａとほぼ同じである。第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂは、第１実施形態で説明したのと同じ吐出処理を実行する。
【００４８】
ヘッド部２０Ｂの流入路４０からノズル３１までの間の流路抵抗Ｒ、イナータンスＭ、コンプライアンスＣはそれぞれ、下記の式（１）〜（３）のように求まる。なお、流入路４０の流路抵抗ＲｐおよびイナータンスＭｐは、流入路抵抗変更部５０によって流入路４０が閉塞されている状態での値である。
【００４９】
Ｒ＝Ｒｐ・Ｒｎ／（Ｒｐ＋Ｒｎ）  …（１）
Ｍ＝Ｍｐ・Ｍｎ／（Ｍｐ＋Ｍｎ）  …（２）
Ｃ＝Ｃｎ＋Ｃｒ  …（３）
Ｒｐ：流入路４０の流路抵抗、Ｒｎ：ノズル３１の流路抵抗
Ｍｐ：流入路４０のイナータンス、Ｍｎ：ノズル３１のイナータンス
Ｃｎ：ノズル３１のコンプライアンス、Ｃｒ：液室３０のコンプライアンス
【００５０】
Ｒ、Ｍ、Ｃは以下の式（４）〜（６）に示すように、液体ＬＱの粘度η、密度ρ、圧縮率κと相関関係を有する。
【００５１】
Ｒ∝η  …（４）
Ｍ＝ρ・（Ｌ／Ｓ）  …（５）
Ｃ∝（Ｖ・κ）  …（６）
Ｌ：流路長、Ｓ：流路断面積、Ｖ：容積
【００５２】
このとき、ヘッド部２０Ｂでは、下記の不等式（７）の関係が満たされている。
√（Ｍ／Ｃ）＜Ｒ／２  …（７）
【００５３】
これによって、加圧処理において容積変更部３５から圧力波のパルスＰが液室３０の液体ＬＱに印加されたとしても、液室３０の液体ＬＱが振動してしまうことが抑制され、液体ＬＱの吐出不良の発生が抑制される。その他に、第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂおよびその吐出処理を実行する制御方法によれば、上記の第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００５４】
Ｃ．第３実施形態：
図９，図１０Ａ，図１０Ｂを参照して、第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃにおいて制御部２５が実行する吐出処理を説明する。図９は、第３実施形態の吐出処理における容積変更部３５と流入路抵抗変更部５０の動作を表すタイミングチャートの一例を示す説明図である。図９では、容積変更部３５による液室３０の容積の変化が紙面下段に示され、流入路抵抗変更部５０による弁体５２の変位が紙面上段に示されている。図１０Ａ，図１０Ｂは、第３実施形態の吐出処理における第３実施形態のヘッド部２０Ｃの動作を模式的に示す概略図である。
【００５５】
第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃの構成は、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａの構成（図１）とほぼ同じである。第３実施形態のヘッド部２０Ｃの構成は、第１実施形態のヘッド部２０Ａの構成（図２）とほぼ同じである。第３実施形態の吐出処理での制御部２５の制御工程のフローは、第１実施形態で説明した制御工程のフローとほぼ同じである（図３）。第３実施形態の吐出処理は、減圧処理において、容積変更部３５の動作によって、液滴ＤＲを分離させるための負圧を液室３０内に発生させている点以外は、第１実施形態の吐出処理とほぼ同じである。
【００５６】
工程１では、制御部２５は、吐出量制御処理を実行する。制御部２５は、吐出量制御処理において、目標吐出量Ｔｖに応じた経過時間ΔＴを、第１実施形態で説明したのと同様なマップＭＰ（図７）を用いて、減圧処理の前に予め決定する。第３実施形態では、経過時間ΔＴは、加圧処理において容積変更部３５に液室３０の容積を低減させた後、減圧処理において容積変更部３５に液室３０の容積の増大を開始させるまでの間の時間である。
【００５７】
工程２では、制御部２５は、加圧処理を実行する。加圧処理では、制御部２５は、第１実施形態で説明したのと同様に、圧力伝達調整部として機能する流入路抵抗変更部５０に、流入路４０の流路抵抗を増大させて、液室３０から流入路４０への圧力の伝達が抑制される状態にする（図９の時刻ｔ０）。そして、容積変更部３５に、液室３０の容積を、基準容積から低減させて、液室３０の圧力を増大させる（図９の時刻ｔ１，図１０Ａ）。
【００５８】
工程３では、制御部２５は、減圧処理を実行する。制御部２５は、加圧処理の実行後、経過時間ΔＴが経過したときに、減圧処理の実行を開始する（図９の時刻ｔ２）。減圧処理では、制御部２５は、液室３０の圧力が加圧処理の実行前の圧力より高い間に、容積変更部３５に液室３０の容積を基準容積まで増大させることによって、液室３０の圧力を低減させる（図１０Ｂ）。これによって、液室３０内にノズル３１の液体ＬＱを液室３０の方に引き戻す方向に働く負圧が発生し、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させることができる。
【００５９】
以上のように、第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃによれば、流入路抵抗変更部５０が流入路４０の流路抵抗を増大させているため、減圧処理において容積変更部３５が発生させる負圧を、ノズル３１へと効率的に伝達させることができる。よって、吐出処理において、ノズル３１の液体ＬＱからの液滴ＤＲの分離を促進させることができる。また、加圧処理後の容積変更部３５による液室３０の容積を低減させるタイミングを制御することによって、液体ＬＱの吐出量を、高い精度で簡易に制御することができる。その他に、第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃおよびその吐出処理を実行する制御方法によれば、上記の第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００６０】
Ｄ．第４実施形態：
図１１は、第４実施形態における液体吐出装置１００Ｄの全体構成を示す概略ブロック図である。第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄは、以下に説明する点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａ（図１）の構成ほぼ同じである。液体吐出装置１００Ｄは、圧力調整部１５の代わりに、加圧ポンプ６０を備えており、第１実施形態のヘッド部２０Ａの代わりに第４実施形態のヘッド部２０Ｄを備えている。また、液体吐出装置１００Ｄには、排出路６１と、液体貯留部６３と、負圧発生源６４と、循環路６５と、が追加されている。
【００６１】
加圧ポンプ６０は、タンク１０内の液体を、供給路１６を通じてヘッド部２０Ｄに供給する。ヘッド部２０Ｄの構成については後述する。排出路６１は、ヘッド部２０Ｄと液体貯留部６３とを接続している。ヘッド部２０Ｄによって吐出されなかった液体は、排出路６１を通じて液体貯留部６３に排出される。液体貯留部６３には、負圧発生源６４が接続されている。負圧発生源６４は、液体貯留部６３内を負圧にすることにより、排出路６１を通じてヘッド部２０Ｄから液体を吸引する。負圧発生源６４は、各種のポンプによって構成される。
【００６２】
液体吐出装置１００Ｄでは、加圧ポンプ６０および負圧発生源６４が、供給路１６と排出路６１とに差圧を発生させてヘッド部２０Ｄに液体を供給する液体供給部として機能する。なお、加圧ポンプ６０および負圧発生源６４のいずれか一方を省略して、加圧ポンプ６０または負圧発生源６４のいずれか単体で液体供給部を構成してもよい。
【００６３】
循環路６５は、ヘッド部２０Ｄの流出路７０から流出する液体を、ヘッド部２０Ｄの液室３０に循環させるための流路である。循環路６５は、液体貯留部６３とタンク１０とを接続している。ヘッド部２０Ｄの流出路７０から排出され、排出路６１を通じて液体貯留部６３に貯留された液体は、循環路６５を通じてタンク１０に戻され、再び、加圧ポンプ６０によってヘッド部２０Ｄの液室３０に供給される。ヘッド部２０Ｄの流出路７０および液室３０は、後に参照する図１２に図示されている。なお、循環路６５には、液体貯留部６３から液体を吸引するためのポンプが備えられていてもよい。
【００６４】
液体吐出装置１００Ｄでは、循環路６５を備えていることによって、ヘッド部２０Ｄから流出した液体ＬＱを再利用することができる。よって、液体ＬＱが無駄に消費されてしまうことを抑制することができ、液体ＬＱの利用効率が高められている。なお、液体貯留部６３やタンク１０には、再利用される液体ＬＱの濃度や粘度、温度など、種々の状態を調整する調整部が設けられていてもよい。また、排出路６１や循環路６５には、液体ＬＱに含まれる気泡や異物を除去するためのフィルター部が設けられていてもよい。
【００６５】
図１２は、第４実施形態のヘッド部２０Ｄの内部構成を示す概略断面図である。図１２は、ノズル３１の中心軸と流入路４０と流出路７０とを通る切断面におけるヘッド部２０Ｄの構成を模式的に表している。図１２では、図２と同様に、容積変更部３５が基準長の長さで、液室３０の容積が基準容積であり、流入路抵抗変更部５０によって流入路４０が開放されているときの状態が例示されている。
【００６６】
第４実施形態のヘッド部２０Ｄの構成は、流出路７０と、流入量変更部８０と、が追加されている点以外は、第１実施形態のヘッド部２０Ａ（図２）の構成とほぼ同じである。なお、ヘッド部２０Ｄは、ノズル３１と液室３０とそれぞれ２つ以上、備えていてもよい。
【００６７】
流出路７０は、液室３０に接続されている流路のひとつであり、筐体２１内に設けられている。流出路７０は、排出路６１に接続されている。流出路７０は、液室３０において開口している流出口７１を通じて、液室３０から液体ＬＱを流出させる。第４実施形態では、流出路７０および流出口７１は、ヘッド部２０Ｄにおいて、水平方向に容積変更部３５を挟んで、流入路４０および流入口４１と反対側の領域に設けられている。
【００６８】
液体吐出装置１００Ｄでは、吐出されなかった液体ＬＱが、流出路７０を通じて、ヘッド部２０Ｄから排出される。これによって、液室３０において、流入路４０から流出路７０へと向かう液体ＬＱの流れを生じさせることができる。よって、ヘッド部２０Ｄ内での液体ＬＱ内の沈降成分の堆積や液体の蒸発に伴う液体の濃度変化など、ヘッド部２０Ｄにおける液体ＬＱの滞留によって生じる液体ＬＱの劣化が抑制される。そのため、そうした液室３０の液体ＬＱの劣化に起因するノズル３１からの液滴ＤＲの吐出不良の発生が抑制される。また、液体吐出装置１００Ｄでは、液室３０に外気が入り込んで生成された気泡を、液体ＬＱとともに、流出路７０から排出させることができる。よって、液室３０の気泡に起因するノズル３１からの液滴ＤＲの吐出不良の発生が抑制される。
【００６９】
流入量変更部８０は、流出路７０に設けられている。流入量変更部８０は、制御部２５（図１１）の制御下において、流出路７０の容積を変更することによって、流出路７０の流路抵抗を変化させ、液室３０から流出路７０に流入する液体ＬＱの流入量を制御する。ヘッド部２０Ｄでは、流入量変更部８０が液室３０から流出路７０への液体ＬＱの流入量を調整することによって、液室３０から流出路７０へと伝達される圧力が調整される。第４実施形態では、容積変更部３５に加えて、流入量変更部８０が、液室３０から流路４０，７０へと伝達される圧力を調整する圧力伝達調整部に含まれる。
【００７０】
流入量変更部８０は、駆動部８１と、弁体８２と、を有する。流入量変更部８０の駆動部８１および弁体８２は、流入路抵抗変更部５０の駆動部５１および弁体８２と同様な構成を有している。流入量変更部８０の駆動部８１は、第３駆動室８３に収容されている。第３駆動室８３は、ヘッド部２０Ｄの筐体２１内に設けられた部屋である。第３駆動室８３は、流出路７０の上方に設けられている。第３駆動室８３と流出路７０とは、直線状に延びている貫通孔８４によって連通している。
【００７１】
弁体８２は、先端部８６が流出路７０に露出するように、貫通孔８４に配置されている。貫通孔８４内には、流入路抵抗変更部５０の貫通孔５４と同様に、シール部材が配置されている（図示は省略）。なお、流出路７０内に配置されている弁体８２の表面は、流出路７０の内壁面の一部を構成していると解釈できる。
【００７２】
流入量変更部８０では、弁体８２の後端部８７に連結されている駆動部８１が、上下方向に伸縮することによって、弁体８２を上下にピストン運動させる。流入量変更部８０では、駆動部８１が伸長することによって、流出路７０の容積が低減されて、流出路７０の流路抵抗が増大する。逆に、駆動部８１が収縮することによって、流出路７０の容積が増大して、流出路７０の流路抵抗が低減される。
【００７３】
第４実施形態では、流出路７０は、流入路４０の弁座部４３と同様な弁座部７３を有している。弁座部７３は、流入量変更部８０の弁体８２の先端部８６と対向する位置に設けられている。弁体８２は、流出路７０に最も突出したときに、その先端部８６が弁座部７３の内壁面に接触して、流出路７０を閉塞する。このように、流入量変更部８０は、流出路７０の流路抵抗が増大する方向に弁体８２を移動させて、流出路７０を閉じる。また、流出路７０の流路抵抗が低減される方向に弁体８２を移動させて、流出路７０を開く。
【００７４】
図１２に加えて、図１３、図１４Ａ〜図１４Ｃを参照して、液体吐出装置１００Ｄにおいて制御部２５が実行する吐出処理を説明する。図１３は、第４実施形態の吐出処理における容積変更部３５と流入路抵抗変更部５０の動作を表すタイミングチャートの一例を示す説明図である。図１３では、容積変更部３５による液室３０の容積の変化が紙面下段に示され、流入路抵抗変更部５０による弁体５２の変位が紙面中段に示され、流入量変更部８０による弁体８２の変位が紙面上段に示されている。図１４Ａ〜図１４Ｃは、第４実施形態の吐出処理におけるヘッド部２０Ａの動作を模式的に示す概略図である。
【００７５】
第４実施形態の吐出処理での制御部２５の制御工程のフローは、第１実施形態で説明した制御工程のフローとほぼ同じである（図３）。第４実施形態の吐出処理は、減圧処理において、流入量変更部８０の動作によって、液滴ＤＲを分離させるための負圧を液室３０内に発生させている点以外は、第１実施形態の吐出処理とほぼ同じである。
【００７６】
制御部２５は、吐出処理の実行開始前に、ヘッド部２０Ａを、図１２に示す初期状態にする。この初期状態では、制御部２５は、流入量変更部８０の弁体８２によって、流出路７０を閉じた状態にする。流出路７０が閉じられることにより、流出路７０への液体ＬＱの流入量が低減され、液室３０から流出路７０へと圧力が抜けてしまうことが抑制される。また、制御部２５は、制御部２５は、液室３０の容積を上述した基準容積にし、流入路抵抗変更部５０によって、流入路４０を開いた状態にする。そして、圧力調整部１５（図１）によって、液室３０の圧力を、ノズル３１のメニスカス耐圧以下の予め決められた基準圧力に調整する。
【００７７】
工程１では、制御部２５は、吐出量制御処理を実行する。制御部２５は、吐出量制御処理において、目標吐出量Ｔｖに応じた経過時間ΔＴを、第１実施形態で説明したのと同様なマップＭＰ（図７）を用いて、減圧処理の前に予め決定する。第４実施形態では、経過時間ΔＴは、加圧処理において容積変更部３５に液室３０の容積を低減させた後、減圧処理において、流入量変更部８０に、流出路７０への液体ＬＱの流入量を増大させる動作を開始させるまでの間の時間である。
【００７８】
工程２では、制御部２５は、加圧処理を実行する。加圧処理では、制御部２５は、第１実施形態で説明したのと同様に、圧力伝達調整部として機能する流入路抵抗変更部５０に、流入路４０の流路抵抗を増大させて、液室３０から流入路４０への圧力の伝達が抑制される状態にする（図１３の時刻ｔ０，図１４Ａ）。そして、容積変更部３５に、液室３０の容積を、基準容積から低減させて、液室３０の圧力を増大させる（図１３の時刻ｔ１，図１４Ｂ）。
【００７９】
工程３では、制御部２５は、減圧処理を実行する。制御部２５は、加圧処理の実行後、経過時間ΔＴが経過したときに、減圧処理の実行を開始する（図１３の時刻ｔ２）。制御部２５は、ノズル３１から液体ＬＱが流出している間に、流入量変更部８０に、流出路７０への液体ＬＱの流入量を増大させる動作を開始させる（図１４Ｃ）。第４実施形態では、制御部２５は、流入量変更部８０の駆動部８１を収縮させ、弁体８２を上方に移動させ、流出路７０を開くことによって、流出路７０への液体ＬＱの流入量を増大させる。これよって、液室３０の圧力を流出路７０へと逃がすことができ、液室３０の圧力が低減される。よって、液室３０内にノズル３１の液体ＬＱを液室３０の方に引き戻す方向に働く負圧が発生し、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させることができる。
【００８０】
以上のように、第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄによれば、減圧処理において、流入量変更部８０が流出路７０への液体ＬＱの流入量を増大させることによって、液滴ＤＲをノズル３１の液体ＬＱから分離させるための負圧を簡易に発生させることができる。第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄによれば、加圧処理後の流入量変更部８０の動作タイミングを決める経過時間ΔＴの調整によって、液体ＬＱの吐出量を、高い精度で簡易におこなうことができる。また、第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄでは、加圧処理を実行する容積変更部３５とは別の流入量変更部８０によって減圧処理が実行される。そのため、減圧処理の開始タイミングが、容積変更部３５の動作性能に影響されてしまうことが抑制され、より好適なタイミングで液滴ＤＲを分離させることができる。その他に、第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄおよびその吐出処理を実行する制御方法によれば、上記の第１実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００８１】
Ｅ．他の実施形態：
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように改変することが可能である。以下に説明する他の実施形態はいずれも、上記の各実施形態と同様に、発明を実施するための形態の一例として位置づけられる。
【００８２】
Ｅ１．他の実施形態１：
上記の各実施形態において、容積変更部３５や、流入路抵抗変更部５０の駆動部５１、流入量変更部８０の駆動部８１は、ピエゾ素子によって構成されている。これに対して、容積変更部３５および各駆動部５１，８１は、ピエゾ素子以外のアクチュエーターによって構成されていてもよい。容積変更部３５および各駆動部５１，８１は、例えば、エアシリンダーやソレノイド、磁歪素子などの他のアクチュエーターによって構成されてもよい。
【００８３】
Ｅ２．他の実施形態２：
上記の各実施形態では、容積変更部３５は、液室３０の内壁面３０ｗの一部を構成しているダイヤフラム３７を撓み変形させて、液室３０の容積を変更している。これに対して、容積変更部３５は、他の構成によって、液室３０の容積を変更してもよい。容積変更部３５は、例えば、流入路抵抗変更部５０の弁体５２のような弁体を、ノズル３１の連通口３３に向かってピストン運動させることによって、液室３０の容積を変更する構成であってもよい。
【００８４】
Ｅ３．他の実施形態３：
上記の各実施形態において、流入路抵抗変更部５０は、流入路４０を開閉するように動作している。しかしながら、流入路抵抗変更部５０は、流入路４０を完全に閉塞した状態や開放した状態にしなくてもよい。流入路抵抗変更部５０は、流入路４０の容積を変更する動作によって、流入路４０の流路抵抗を変化させればよい。この場合、流入路４０の弁座部４３は省略されてもよい。流入量変更部８０および流出路７０の弁座部７３についても同様である。なお、上記の各実施形態において、流入路抵抗変更部５０による流入路４０の容積を変更する動作は、流入路４０の流路断面積を変更する構成であると解釈することもできる。流入量変更部８０による流出路７０の容積を変更する動作についても同様である。
【００８５】
Ｅ４．他の実施形態４：
上記各実施形態において、流入路抵抗変更部５０は、駆動部５１によって弁体５２を変位させて、流入路４０の容積を変更し、流入路４０の流路抵抗を変化させている。これに対して、流入路抵抗変更部５０は、上記の各実施形態での構成以外の構成によって、流入路４０の容積を変更し、流入路４０の流路抵抗を変化させてもよい。例えば、流入路抵抗変更部５０は、容積変更部３５のように、流入路４０の内壁面の一部を構成するダイヤフラムを撓み変形させて流入路４０の容積を変更してもよい。また、流入路抵抗変更部５０は、流入路４０を横切るように移動するシャッター壁部によって、流入路４０の容積を変化させて、流入路４０の流路抵抗を変化させる構成であってもよい。流入量変更部８０においても、同様な構成の改変が適用されてもよい。
【００８６】
Ｅ５．他の実施形態５：
上記第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃが備えるヘッド部２０Ｃおよび第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄが備えるヘッド部２０Ｄは、上記の第２実施形態で説明した不等式（７）の関係を満たすように構成されていてもよい。
【００８７】
Ｅ６．他の実施形態６：
上記第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄでは、流入量変更部８０は、弁体８２をピストン運動させて流出路７０への液体ＬＱの流入量を変更して、液室３０から流出路７０への圧力の伝達状態を調整している。これに対して、流入量変更部８０は、他の構成によって、流出路７０への液体ＬＱの流入量を変更して、液室３０から流出路７０への圧力の伝達状態を調整してもよい。流入量変更部８０は、液室３０から流出路７０へと液体ＬＱを吸引するポンプによって構成されてもよい。この構成の場合には、制御部２５は、加圧処理の実行時には、当該ポンプの駆動を停止して、流出路７０への液体ＬＱの流入量を低減させて、液室３０から流出路７０への圧力の伝達が抑制されている状態にする。また、減圧処理では、経過時間ΔＴが経過したときに、当該ポンプの駆動を開始させて、液室３０の圧力を低減させる。流入量変更部８０は、負圧発生源６４であるとしてもよい。また、流入量変更部８０は、開閉動作によって、流出路７０への液体ＬＱの流入量を調整する負圧弁などの弁によって構成されてもよい。
【００８８】
Ｅ７．他の実施形態７：
上記の第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態において、ヘッド部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに、第４実施形態で説明した流出路７０と流入量変更部８０とを設けてもよい。この場合には、制御部２５は、加圧処理や減圧処理の実行時に、流出路７０への圧力の伝達が抑制されている状態になるように、流入量変更部８０を駆動することが望ましい。
【００８９】
Ｅ８．他の実施形態８：
上記の第３実施形態および第４実施形態の液体吐出装置１００Ｃ，１００Ｄでは、循環路６５を省略し、液体ＬＱを循環させない構成が適用されてもよい。例えば、排出路６１に流出した液体ＬＱが、そのまま外部に排出される構成が適用されてもよい。
【００９０】
Ｅ９．他の実施形態９：
上記の各実施形態の吐出処理では、工程１において、吐出量制御処理が実行されている。これに対して、吐出量制御処理は、吐出処理の際に実行されていればよく、吐出処理の実行中以外のタイミングで実行されていてもよい。制御部２５は、複数回の吐出処理の実行を開始する前に、各吐出処理で使用される経過時間ΔＴを、目標吐出量Ｔｖに応じて、予め、まとめて決定していてもよい。吐出量制御処理は、少なくとも、減圧処理の実行前に実行されていればよい。
【００９１】
Ｅ１０．他の実施形態１０：
上記第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の減圧処理において、制御部２５は、圧力伝達調整部である流入路抵抗変更部５０とともに、容積変更部３５を駆動させて、液室３０の圧力を低減させてもよい。また、上記第４実施形態の減圧処理において、制御部２５は、圧力伝達調整部である流入量変更部８０とともに、容積変更部３５を駆動させて、液室３０の圧力を低減させてもよい。あるいは、流入量変更部８０とともに、流入路抵抗変更部５０を駆動させて、液室３０の圧力を低減させてもよいし、流入量変更部８０とともに、容積変更部３５と流入路抵抗変更部５０とを駆動させて、液室３０の圧力を低減させてもよい。また、流入量変更部８０の代わりに、容積変更部３５、または、流入路抵抗変更部５０を駆動させて、液室３０の圧力を低減させてもよいし、流入量変更部８０の代わりに、容積変更部３５と流入路抵抗変更部５０の両方を駆動させて、液室３０の圧力を低減させてもよい。減圧処理では、制御部２５は、圧力伝達調整部と容積変更部３５の少なくとも一方を駆動させればよい。
【００９２】
Ｅ１１．他の実施形態１１：
上記第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態では、制御部２５は、加圧処理の実行時に、流入路抵抗変更部５０によって、流入路４０の流路抵抗を増大させて、液室３０から流入路４０への圧力の伝達が抑制される状態にしている。これに対して、制御部２５は、加圧処理の実行開始前に、流入路抵抗変更部５０によって、予め、流入路４０の流路抵抗を増大させて、液室３０から流入路４０への圧力の伝達が抑制される状態にしておいてもよい。また、上記の第４実施形態では、制御部２５は、流入量変更部８０は、加圧処理の実行前に、流出路７０への液体ＬＱの流入量が低減され、液室３０から流入路４０への圧力の伝達が抑制される状態にしている。これに対して、制御部２５は、加圧処理の実行時に、流入路抵抗変更部５０とともに、流入量変更部８０を駆動させて、液室３０から流入路４０への圧力の伝達が抑制される状態にしてもよい。加圧処理では、流入路抵抗変更部５０や流入量変更部８０といった圧力伝達調整部によって液室３０から流入路４０や流出路７０などの流路への圧力の伝達が抑制されている状態において、容積変更部３５による液室３０の圧力を増大させる動作が実行されればよい。
【００９３】
Ｅ１２．他の実施形態１２：
本発明は、インクを吐出する液体吐出装置に限らず、インク以外の他の液体を吐出する任意の液体吐出装置にも適用することができる。例えば、以下のような各種の液体吐出装置に本発明は適用可能である。
（１）ファクシミリ装置等の画像記録装置。
（２）液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置。
（３）有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイや、面発光ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材吐出装置。
（４）バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を吐出する液体吐出装置。
（５）精密ピペットとしての試料吐出装置。
（６）潤滑油の吐出装置。
（７）樹脂液の吐出装置。
（８）時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置。
（９）光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置。
（１０）基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を吐出する液体吐出装置。
（１１）他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置。
【００９４】
本明細書において、「液体」とは、液体吐出装置が消費できるような材料であればよい。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であればよく、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。液体の代表的な例としてはインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種の液体状組成物を包含するものとする。また、「液滴」とは、液体吐出装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。
【００９５】
Ｅ１３．他の実施形態１３：
上記実施形態において、ソフトウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウェアによって実現されてもよい。また、ハードウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウェアによって実現されてもよい。ハードウェアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いることができる。
【００９６】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須ではないと説明されているものに限らず、その技術的特徴が本明細書中に必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００９７】
上記の各実施形態では、液体吐出装置１００Ａ〜１００Ｄが備える液体の流路は、少なくとも、流入路４０を含んでおり、第４実施形態では、流入路４０と、流出路７０と、を含んでいる。第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態の流入路抵抗変更部５０と、第４実施形態の流入量変更部８０とは、液室３０から液室３０に接続されている流路への圧力の伝達を調整する圧力伝達調整部に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１０…タンク、１５…圧力調整部、１６…供給路、２０Ａ…ヘッド部、２０Ｂ…ヘッド部、２０Ｃ…ヘッド部、２０Ｄ…ヘッド部、２１…筐体、２５…制御部、３０…液室、３０ｗ…内壁面、３１…ノズル、３３…連通口、３５…容積変更部、３６…第１駆動室、３７…ダイヤフラム、４０…流入路、４１…流入口、４３…弁座部、５０…流入路抵抗変更部、５１…駆動部、５２…弁体、５３…第２駆動室、５４…貫通孔、５６…先端部、５７…後端部、６０…加圧ポンプ、６１…排出路、６３…液体貯留部、６４…負圧発生源、６５…循環路、７０…流出路、７１…流出口、７３…弁座部、８０…流入量変更部、８１…駆動部、８２…弁体、８３…第３駆動室、８４…貫通孔、８６…先端部、８７…後端部、１００Ａ…液体吐出装置、１００Ｂ…液体吐出装置、１００Ｃ…液体吐出装置、１００Ｄ…液体吐出装置、ＤＲ…液滴、ＬＱ…液体、ＭＰ…マップ、Ｐ…パルス
【図１】
2018202644.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2018202644.tif 000012
【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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