(57)【要約】      （修正有）【課題】液体の成分が弁体に堆積することを抑制する液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体貯留手段８に供給路を介して接続された１次室と、弁体が設けられた連通流路を介し１次と連通する２次室と、２次室に設けられ、弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、を具備する圧力調整弁と、２次室から供給される液体を噴射するヘッド本体と、を具備する液体噴射装置であって、液体貯留手段８と１次室との間に設けられ、供給路の開閉を行う開閉手段１３１と、開閉手段１３１と１次室との間の流路間に流路の容積を増大させる容積拡大手段１３２とを具備し、弁体が連通流路を閉弁する第１モードと、弁体が連通流路を開弁する第２モードと、開閉手段１３１により供給路を閉口させると共に、容積拡大手段１３２により流路の容積を拡大させる第３モードとを設け、ヘッド本体による液体噴射後において、第１モードから第３モードに切り替える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が貯留された液体貯留手段に供給路を介して接続された１次室と、前記１次室と隔壁によって隔てられた２次室と、前記隔壁を貫通して設けられた連通流路と、前記隔壁の前記１次室側において前記連通流路が開口する面を弁座として、当該弁座と当接及び離反して前記連通流路を開閉する弁体と、前記２次室の開口を封止すると共に前記弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、を具備する圧力調整弁と、前記圧力調整弁の前記２次室から液体が供給されると共に供給された液体をノズル開口から噴射するヘッド本体と、を具備する液体噴射装置であって、前記液体貯留手段と前記１次室との間に設けられて、前記供給路の開閉を行う開閉手段と、前記開閉手段と前記１次室との間の当該１次室を含む流路内に設けられて、当該流路の容積を増大させる容積拡大手段と、を具備し、
前記弁体が前記弁座と当接して前記連通流路を閉弁する第１モードと、
前記弁体が前記弁座と離反して前記連通流路を開弁する第２モードと、
前記開閉手段によって前記供給路を閉口させると共に、前記容積拡大手段によって前記流路の容積を拡大させる第３モードと、を切り替え可能な制御手段と、を具備し、
前記制御手段は、前記ヘッド本体による液体噴射後において、前記第１モードから前記第３モードに切り替えることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記容積拡大手段は、
前記流路と調整壁によって隔てられた圧力調整室と、
該圧力調整室に接続されて当該圧力調整室に流体を圧送する圧送手段と、を具備し、
前記調整壁は、前記圧力調整室内を移動可能に設けられており、
前記調整壁は、付勢手段によって前記圧力調整室内を前記流路の容積を増大させる方向に付勢されており、
前記容積拡大手段は、前記圧送手段による前記圧力調整室への流体の圧送を停止することにより、前記付勢手段の付勢力によって前記流路の容積が増大されることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ヘッド本体からの液体の噴射が終了してからの経過時間を測定する時計手段を具備し、
前記制御手段は、前記時計手段の測定した経過時間に基づいて前記第１モードから前記第３モードに切り替えることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路の途中に設けられて当該流路を開閉する圧力調整弁と、液体を噴射するヘッド本体と、を具備する液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置には、例えば、液体としてインクを噴射させて被噴射媒体である紙や記録シート等に印刷を行うインクジェット式記録装置が知られている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置には、インクタンクなどの液体貯留手段からチューブ等の供給管を介してインクジェット式記録ヘッドにインクが供給され、インクタンクから供給されたインクをインクジェット式記録ヘッドのノズル開口からインク滴として噴射するものがある。また、液体貯留手段から供給されたインクがインクジェット式記録ヘッドに所定の圧力で供給されるように、流路の途中に圧力調整弁が設けられたものが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
圧力調整弁は、弁座と、弁体と、を具備し、弁体が弁座に当接することにより流路を閉弁し、弁体が弁座から離反することで流路を開弁するようになっている。このような弁座と弁体との開閉は、下流側の流路の圧力によって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２０８０４８号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３２８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、圧力調整弁の弁体と弁座と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し、堆積物によって弁体と弁座との当接不良による閉塞不良が発生するという問題がある。
【０００７】
特に液体噴射ヘッドにおいて、圧力調整弁の閉塞不良が発生すると、液体がリークすることによってノズル開口から液体垂れが生じ、被噴射媒体を汚してしまうことや、液体噴射装置を汚してしまうという問題がある。
【０００８】
なお、このような問題はインクジェット式記録装置に限定されず、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、液体の成分の堆積を抑制して液体のリークを抑制することができる液体噴射装置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】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体が貯留された液体貯留手段に供給路を介して接続された１次室と、前記１次室と隔壁によって隔てられた２次室と、前記隔壁を貫通して設けられた連通流路と、前記隔壁の前記１次室側において前記連通流路が開口する面を弁座として、当該弁座と当接及び離反して前記連通流路を開閉する弁体と、前記２次室の開口を封止すると共に前記弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、を具備する圧力調整弁と、前記圧力調整弁の前記２次室から液体が供給されると共に供給された液体をノズル開口から噴射するヘッド本体と、を具備する液体噴射装置であって、前記液体貯留手段と前記１次室との間に設けられて、前記供給路の開閉を行う開閉手段と、前記開閉手段と前記１次室との間の当該１次室を含む流路内に設けられて、当該流路の容積を増大させる容積拡大手段と、を具備し、前記弁体が前記弁座と当接して前記連通流路を閉弁する第１モードと、前記弁体が前記弁座と離反して前記連通流路を開弁する第２モードと、前記開閉手段によって前記供給路を閉口させると共に、前記容積拡大手段によって前記流路の容積を拡大させる第３モードと、を切り替え可能な制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記ヘッド本体による液体噴射後において、前記第１モードから前記第３モードに切り替えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、第３モードを行うことで、第１モードでの弁体と弁座とが互いに高い圧力で当接した状態を短くして、第２モードでの弁体と弁座とが比較的低い圧力で当接する状態とすることができる。したがって、液体の凝集による堆積を抑制することができる。また、弁体を付勢する付勢手段の付勢力を減少させることなく、弁体と弁座とが当接する圧力を低減することができるため、反応性が低下するのを抑制することができると共に液体のリークを抑制することができる。
【００１１】
ここで、前記容積拡大手段は、前記流路と調整壁によって隔てられた圧力調整室と、該圧力調整室に接続されて当該圧力調整室に流体を圧送する圧送手段と、を具備し、前記調整壁は、前記圧力調整室内を移動可能に設けられており、前記調整壁は、付勢手段によって前記圧力調整室内を前記流路の容積を増大させる方向に付勢されており、前記容積拡大手段は、前記圧送手段による前記圧力調整室への流体の圧送を停止することにより、前記付勢手段の付勢力によって前記流路の容積が増大されることが好ましい。これによれば、容積拡大手段によって容易に流路の容積を拡大することができる。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記ヘッド本体からの液体の噴射が終了してからの経過時間を測定する時計手段を具備し、前記制御手段は、前記時計手段の測定した経過時間に基づいて前記第１モードから前記第３モードに切り替えることが好ましい。これによれば、印刷停止時間が短時間の場合に、第１モードから直接第２モードに移行することができ、印刷を短時間で開始することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録装置の平面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るインク供給系を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るヘッド本体の断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る圧力調整弁の要部断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る圧力調整弁の要部断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る容積拡大手段を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る圧力調整弁の要部断面図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る容積拡大手段の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の平面図であり、図２は、インクジェット式記録装置のインク供給系を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、インクジェット式記録装置１は平面視矩形状をなす本実施形態の装置本体である本体フレーム２を備えている。この本体フレーム２内には被噴射媒体（図示略）を支持する媒体支持部材３が主走査方向となる第１の方向Ｘに沿って延設されている。媒体支持部材３上には、図示しない紙送り機構により紙などの被噴射媒体が副走査方向となる第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙに沿って給送されるようになっている。また、本体フレーム２内における媒体支持部材３の上方には、媒体支持部材３の第１の方向Ｘと平行に延びる棒状のガイド軸４が架設されている。
【００１６】
ガイド軸４には、キャリッジ５がガイド軸４に沿って第１の方向Ｘに往復移動可能な状態で支持されている。キャリッジ５は、本体フレーム２に設けられた一対のプーリー６ａ間に掛装された無端状のタイミングベルト６を介して本体フレーム２に設けられたキャリッジモーター７に連結されている。これにより、キャリッジ５は、キャリッジモーター７の駆動によってガイド軸４に沿って往復移動される。
【００１７】
キャリッジ５は、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１５（以下、単に記録ヘッド１５とも言う）を保持する。本実施形態の記録ヘッド１５は、ヘッド本体２０と、液体貯留手段であるインクタンク８からのインクをヘッド本体２０に供給する圧力調整弁５０と、を具備する。
【００１８】
詳しくは後述するが、記録ヘッド１５の媒体支持部材３に相対向する面には、複数のノズル開口が設けられており、記録ヘッド１５内に設けられた図示しない圧力発生手段を駆動することにより、各ノズル開口から媒体支持部材３上に給送された被噴射媒体にインク滴が噴射されることでインク滴によるドットの着弾、すなわち、印刷が行われるようになっている。
【００１９】
本体フレーム２の第１の方向Ｘの一端側にはタンクホルダー９が設けられており、タンクホルダー９には液体貯留手段であるインクタンク８が着脱可能に装着されている。本実施形態ではインクタンク８は、１個設けられている。もちろん、インクタンク８の数は特に限定されず、２個以上の複数が設けられていてもよい。
【００２０】
タンクホルダー９に装着されたインクタンク８は、内部に供給路が設けられたチューブ等の供給管１０を介して本実施形態の圧力調整弁５０に接続されている。圧力調整弁５０は、インクタンク８から各供給管１０を介して供給されるインクをそれぞれ一時貯留するようになっており、一時貯留したインクはヘッド本体２０に供給される。なお、本実施形態では、特に図示していないが、タンクホルダー９又は供給管１０の途中等には、インクタンク８のインクを記録ヘッド１５に向かって圧送する圧送手段が設けられている。圧送手段としては、例えば、インクタンク８を外部から押圧する押圧手段や、加圧ポンプ等が挙げられる。なお、圧送手段として、記録ヘッド１５とインクタンク８との鉛直方向の相対位置を調整して発生する水頭圧差を用いるようにしてもよい。
【００２１】
本体フレーム２内における第１の方向Ｘの一端部寄りの位置であって、キャリッジ５のホームポジション領域には、ヘッド本体２０のクリーニング等のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット１１が設けられている。このメンテナンスユニット１１は、ヘッド本体２０の各ノズル開口を囲うように該ヘッド本体２０に当接したり各ノズル開口からフラッシングによって吐出されるインクを受容したりするためのキャップ１２と、キャップ１２内を吸引可能な吸引ポンプ（図示略）とを備えている。
【００２２】
そして、ヘッド本体２０の各ノズル開口を囲うようにヘッド本体２０にキャップ１２を当接した状態でキャップ１２内を吸引ポンプ（図示略）によって吸引することで、各ノズル開口から増粘したインクや気泡などをキャップ１２内に強制的に排出させる、いわゆるクリーニングが行われるようになっている。
【００２３】
また、図１及び図２に示すように、インクタンク８のインクを記録ヘッド１５に供給する供給管１０の途中には、本実施形態の容積拡大ユニット１３として、開閉手段である開閉弁１３１と、容積拡大手段１３２が設けられている。
【００２４】
さらに、図１に示すように、本体フレーム２には、本実施形態の制御手段である制御装置１４が設けられている。制御装置１４は、外部から入力された印刷信号に基づいて、印刷を制御する。また、制御装置１４は、容積拡大ユニット１３、すなわち、開閉弁１３１と容積拡大手段１３２とを制御する。
【００２５】
ここで、このようなインクジェット式記録装置１に搭載される記録ヘッド１５について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図であり、図４は、ヘッド本体の要部断面図である。
【００２６】
図３に示すように、本実施形態の記録ヘッド１５を構成するヘッド本体２０は、インク滴を噴射する吐出部３０と、吐出部３０にインクを供給する流路部材４０と、を具備する。
【００２７】
吐出部３０は、図４に示すように、アクチュエーターユニット３１と、アクチュエーターユニット３１を内部に収容可能なケース３２と、ケース３２の一方面に接合された流路ユニット３３と、ケース３２の他方面に固定された配線基板３４と、を具備する。
【００２８】
本実施形態のアクチュエーターユニット３１は、複数の圧電アクチュエーター３１０がノズル開口３３４の並設方向に沿って並設された圧電アクチュエーター形成部材３１１と、圧電アクチュエーター形成部材３１１の先端部（一端部）側が自由端となるようにその基端部（他端部）側が固定端として接合される固定板３１２とを有する。
【００２９】
圧電アクチュエーター形成部材３１１は、圧電材料３１３と、電極形成材料３１４及び３１５とを交互に挟んで積層することにより形成されている。
【００３０】
この圧電アクチュエーター形成部材３１１には、例えば、ワイヤーソー等によって複数のスリット３１６が形成され、その先端部側が櫛歯状に切り分けられて圧電アクチュエーター３１０が並設されている。本実施形態では、圧電アクチュエーター３１０の並設方向は、ノズル開口３３４の並設方向であって、上述したインクジェット式記録装置１に搭載された際に、第１の方向Ｘとなるように配置される。したがって、以降、ノズル開口３３４の並設方向を第１の方向Ｘと称し、第１の方向Ｘに直交する方向をインクジェット式記録装置１と同様に第２の方向Ｙと称する。もちろん、ヘッド本体２０は、インクジェット式記録装置１に搭載された際に、ノズル開口３３４の並設方向が第１の方向Ｘと一致する方向ではなくてもよく、特に限定されるものではない。また、本実施形態では、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの両方に直交する方向を第３の方向Ｚと称する。
【００３１】
ここで、圧電アクチュエーター３１０の固定板３１２に接合される領域は、振動に寄与しない不活性領域となっており、圧電アクチュエーター３１０を構成する電極形成材料３１４及び３１５間に電圧を印加すると、固定板３１２に接合されていない先端部側の領域のみが振動する。そして、圧電アクチュエーター３１０の先端面が、後述する振動板３３１に固定される。
【００３２】
また、アクチュエーターユニット３１の各圧電アクチュエーター３１０には、当該圧電アクチュエーター３１０を駆動するための駆動ＩＣ等の駆動回路３１７が搭載されたＣＯＦ等の回路基板３１８が接続されている。
【００３３】
流路ユニット３３は、流路形成基板３３０、振動板３３１及びノズルプレート３３２を具備する。
【００３４】
流路形成基板３３０には、複数の圧力発生室３３３が並設され、流路形成基板３３０の両側は、各圧力発生室３３３に対応してノズル開口３３４を有するノズルプレート３３２と、振動板３３１とにより封止されている。また、流路形成基板３３０には、圧力発生室３３３毎にそれぞれインク供給路３３５を介して連通されて列毎に複数の圧力発生室３３３の共通のインク室となるマニホールド３３６が形成されている。
【００３５】
そして、流路形成基板３３０の振動板の各圧力発生室３３３に対向する領域にそれぞれ圧電アクチュエーター３１０の先端が固定されている。
【００３６】
また、振動板３３１のマニホールド３３６に対応する領域は、コンプライアンス部３３７が設けられている。なお、このコンプライアンス部３３７は、マニホールド３３６内に圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部３３７が変形することによって圧力変化を吸収し、マニホールド３３６内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。
【００３７】
ケース３２は、流路ユニット３３に接合されて、インクタンク８に接続された圧力調整弁５０からのインクをマニホールド３３６に供給するインク導入路３２１が設けられている。本実施形態では、マニホールド３３６の各々に対して１つずつ、合計２つのインク導入路３２１が設けられている。そして、インクタンク８から圧力調整弁５０を介してインク導入路３２１に供給されたインクは、マニホールド３３６に供給され、インク供給路３３５を介して各圧力発生室３３３に分配される。
【００３８】
また、ケース３２には、圧力発生室３３３に対応して、収容部３２２が設けられている。収容部３２２内にアクチュエーターユニット３１が固定されている。
【００３９】
さらに、ケース３２の流路ユニット３３とは反対側には、配線基板３４が設けられており、アクチュエーターユニット３１に一端が接続された回路基板３１８の他端部が配線基板３４に接続されている。
【００４０】
このような吐出部３０では、圧電アクチュエーター３１０及び振動板３３１の変形によって各圧力発生室３３３の容積を変化させて所定のノズル開口３３４からインク滴を吐出させるようになっている。
【００４１】
また、流路部材４０は、図３に示すように、一方面に圧力調整弁５０が固定されて、他方面に固定された吐出部３０に圧力調整弁５０からのインクを供給するものである。
【００４２】
具体的には、流路部材４０には、インク連通路４１が設けられており、インク連通路４１が開口する一方面には、インクに含まれるゴミや気泡などの異物を除去するフィルター４２と、フィルター４２上に設けられた供給針４３とが設けられている。
【００４３】
供給針４３は、詳しくは後述する圧力調整弁５０に挿入されるものである。圧力調整弁５０からのインクは、供給針４３の内部を通過してフィルター４２で異物が除去された後、インク連通路４１を介して吐出部３０に供給される。
【００４４】
このような流路部材４０に接続されてインクタンクからのインクを記録ヘッドに供給する圧力調整弁５０についてさらに図５及び図６を参照して説明する。なお、図５及び図６は、圧力調整弁の要部を拡大した断面図である。
【００４５】
本実施形態では、図３に示すように、１つのヘッド本体２０に対して１種類のインクが供給されるため、流路部材４０には、１つの圧力調整弁５０が固定されている。なお、本実施形態では、流路部材４０の各方向について、インクジェット式記録装置１に搭載された際の方向、すなわち、第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ及び第３の方向Ｚに基づいて説明する。もちろん、流路部材４０のインクジェット式記録装置１内の配置は以下に示すものに限定されるものではない。
【００４６】
図３、図５及び図６に示すように、各圧力調整弁５０は、インクが流れる流路の途中に設けられて当該流路を開閉するバルブである。具体的には、本実施形態の圧力調整弁５０は、ハウジング５１と、ハウジング５１内に設けられた弁体５５と、を具備する。
【００４７】
ハウジング５１内には、液体貯留手段であるインクタンク８に供給管１０を介して連通してインクタンク８からインクが供給される１次室５１１と、ヘッド本体２０のインク連通路４１に連通する２次室５１２と、が設けられている。これら１次室５１１と２次室５１２とが隔壁５１３によって隔てられている。そして１次室５１１と２次室５１２とは、隔壁５１３を貫通して設けられた連通流路５１４を介して連通している。
【００４８】
１次室５１１は、ハウジング５１の一方面に形成された凹部を蓋部材５１５で封止することで形成されている。また、１次室５１１には、流入路５１６の一端が連通して設けられている。この流入路５１６の他端には、供給管１０を介してインクタンク８が接続されている。
【００４９】
２次室５１２は、ハウジング５１の１次室５１１とは反対側の側面に開口する凹形状を有する。また、ハウジング５１の２次室５１２が開口する面には、受圧膜体であるフィルム５１７が貼付されており、２次室５１２の開口はフィルム５１７によって封止されている。また、２次室５１２には、流出路５１８の一端が連通しており、流出路５１８の２次室５１２と連通する一端部とは反対側の他端部にはシール部材５１９が設けられている。なお、流路部材４０の供給針４３は、シール部材５１９に挿入されて流出路５１８と接続されている。
【００５０】
ここで、受圧膜体であるフィルム５１７は、２次室５１２に供給される液体（インク）に対して耐性を有する可撓性材料を用いることができる。また、フィルム５１７としては、水分透過率や酸素や窒素等のガス透過率の低い材料を用いるのが好ましい。フィルム５１７の材料としては、例えば、高密度ポリエチレンフィルムあるいはポリプロピレン（ＰＰ）フィルムに、塩化ビニリデン（サラン）をコーティングしたナイロンフィルムを接着ラミネートした構成が挙げられる。また、他の材料として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを使用してもよい。また、フィルム５１７の接合方法は、特に限定されず、熱溶着、振動溶着、接着剤による接着などを用いることができる。
【００５１】
このようなフィルム５１７の２次室５１２の壁面の一部を構成する部分は、ダイヤフラム５１７ａとなっている。また、ダイヤフラム５１７ａの２次室５１２側の面には、受圧板５２０が設けられている。本実施形態の受圧板５２０は、ダイヤフラム５１７ａよりも小さな外形の円盤形状を有する。このような受圧板５２０は、連通流路５１４を開閉する弁体５５が直接フィルム５１７に当接するのを避けるために設けられたものであり、フィルム５１７よりも剛性の高い材料、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。本実施形態では、受圧板５２０をダイヤフラム５１７ａよりも小さな外形としたが、特にこれに限定されず、受圧板５２０の一端が、２次室５１２の外側においてフィルム５１７とハウジング５１との間に固定されていてもよい。
【００５２】
２次室５１２の底面、すなわち、ハウジング５１のダイヤフラム５１７ａに相対向する隔壁５１３には、１次室５１１と２次室５１２とを区画する方向である厚さ方向に貫通して２次室５１２と１次室５１１とを連通する連通流路５１４が設けられている。１次室５１１からのインクは、連通流路５１４を介して２次室５１２に流入される。
【００５３】
このようなハウジング５１は、１次室５１１、２次室５１２、連通流路５１４等を有する複雑な形状を有するため、樹脂材料を成形により容易に且つ低コストで形成することができる。もちろん、ハウジング５１の材料は樹脂材料に限定されず、例えば、金属材料やセラミック材料等を用いることもできる。また、ハウジング５１は、フィルム５１７に比べて剛性が高い材料で形成されている。ちなみに、ハウジング５１の剛性が低いと、例えば２次室５１２の形状が安定せずに、２次室５１２内のインク圧力とフィルム５１７の外側の大気圧との圧力差が安定せず、弁体５５による連通流路５１４の開閉動作を安定して行うことができなくなってしまう虞がある。また、連通流路５１４の形状が安定せずに連通流路５１４の閉弁が正常に行えなくなってしまう虞がある。したがって、ハウジング５１は、ある程度の剛性を有する材料で形成するのが好適である。
【００５４】
このようなハウジング５１の連通流路５１４が設けられた隔壁５１３の１次室５１１側の開口の周囲は、弁体５５が当接する弁座となっている。
【００５５】
また、ハウジング５１の連通流路５１４には、弁体５５が挿通されている。弁体５５は、連通流路５１４に挿通された軸部５５１及び軸部５５１の１次室５１１内の端部に設けられたフランジ部５５２を有する弁体本体５５０と、弁体本体５５０のフランジ部５５２に固定された当接部材５６０と、を具備する。
【００５６】
弁体本体５５０の軸部５５１は、ハウジング５１の連通流路５１４よりも若干小さな外径を有し、２次室５１２内の一端部が受圧板５２０の中央部に当接する。また、軸部５５１の受圧板５２０に当接する一端部とは反対側の他端部は、１次室５１１内に配置されており、１次室５１１内の他端部には、フランジ部５５２が一体的に形成されている。このような弁体本体５５０は、軸部５５１の軸方向である第１の方向Ｘの方向に沿って移動可能となっている。すなわち、弁体５５の移動方向とは、第１の方向Ｘである。
【００５７】
フランジ部５５２は、円形の板状部材からなる。また、フランジ部５５２には、当接部材５６０が固定されている。当接部材５６０は、ゴムやエラストマー等の弾性材料で形成されており、軸部５５１の周囲に亘って連続して設けられた環形状を有する。また、当接部材５６０は、弁座に向かって先端が突出した形状を有する。具体的には、当接部材５６０は、フランジ部５５２の弁座側の面に軸部５５１の周囲に亘って連続して設けられており、軸部５５１の径方向において当接部材５６０の厚さは弁座側に向かって徐々に漸減する形状を有する。つまり、当接部材５６０の径方向の断面形状は略三角形状を有し、三角形状の頂点が弁座に相対向して設けられている。
【００５８】
なお、本実施形態では、当接部材５６０は、フランジ部５５２に固定するようにしたが、これに限定されず、例えば、当接部材５６０は、フランジ部５５２を覆う形状に形成して、フランジ部５５２に嵌着させるようにしてもよい。さらに、弁体本体５５０と当接部材５６０とは、例えば、一体成形によって一体化するようにしてもよい。このように弁体本体５５０と当接部材５６０とを一体成形によって一体化することで、当接部材５６０の弁体本体５５０への取り付け時の位置ずれや偏って変形した状態で取り付けられるのを抑制することができると共に、当接部材５６０が弁座に繰り返し当接することによる位置ずれを抑制することができる。したがって、当接部材５６０と弁座とを安定して当接させて、シール性を向上することができる。
【００５９】
また、このような弁体５５のフランジ部５５２と１次室５１１を画成する蓋部材５１５との間には、コイルバネ５６が介装されており、コイルバネ５６の付勢力によって弁体５５は軸部５５１の軸方向を移動軸方向として２次室５１２側に付勢されている。すなわち、フランジ部５５２は、コイルバネ５６の一端が当接されるバネ受けとして機能する。
【００６０】
ここで弁体５５に働く力には、フィルム５１７の反力と、２次室５１２のインク圧を受けて受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力と、コイルバネ５６の付勢力と、インクの供給圧を受けて弁体５５に働く力と、がある。
【００６１】
フィルム５１７の反力とは、撓み変形したダイヤフラム５１７ａが元の形状に復元しようとする力である。ダイヤフラム５１７ａの変形量、すなわち、撓み量が大きいほど、フィルム５１７の反力は大きくなる。このようなフィルム５１７の反力は受圧板５２０を介して軸部５５１に伝達される。
【００６２】
２次室５１２のインク圧を受けて受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力とは、インク圧を受ける受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとの受圧面積とインク圧との積で表される。２次室５１２内の液体が流出路５１８から下流に流されて、２次室５１２内のインクが減少すると、インク圧と大気圧との差圧が大きくなり、受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力は大きくなる。この受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力は、軸部５５１を介して弁体５５に開弁方向の力として働く。
【００６３】
コイルバネ５６の付勢力は、弁体５５を閉弁方向に付勢する力である。このように、本実施形態では、弁体５５は、コイルバネ５６によって、２次室５１２のインクの圧力によって受圧板５２０とダイヤフラム５１７ａとに働く力とは反対向きの力を受圧板５２０に与えるので、受圧板５２０を弁体５５が開弁位置に達するまで変位させるためには、コイルバネ５６の付勢力に相当する分だけ、２次室５１２内のインクをより低い圧力まで減圧させる必要がある（動作圧）。
【００６４】
このような圧力調整弁５０では、図５に示すように、２次室５１２内のインクが下流に流されて２次室５１２内が大気圧よりも負圧に減圧されることで、ダイヤフラム５１７ａが２次室５１２の底面側に移動し、受圧板５２０が弁体５５をコイルバネ５６の付勢力に抗して押圧することで弁体５５の当接部材５６０と当接部材５６０との間に隙間が生じて、連通流路５１４が開口、すなわち開弁する（第２モード）。
【００６５】
また、この開弁によって１次室５１１から２次室５１２内にインクが供給されることで、２次室５１２内の減圧が解消されると、図６に示すように、ダイヤフラム５１７ａがコイルバネ５６の付勢力によって元の位置に戻り、連通流路５１４が弁体５５によって塞がれて閉弁する（第１モード）。
【００６６】
ここで、インクに含まれる顔料粒子は、弁体５５と弁座とが当接した際に形成される微少空間に溜まり、圧縮脱水されることにより凝集して、凝集したインクが弁体５５及び弁座に付着、堆積する。このように凝集したインクが弁体５５及び弁座に堆積すると、閉弁が確実に行われずにインクのリークが発生する。このようなインクの凝集は、弁体５５と弁座との当接圧力が高い場合に多く発生するが、コイルバネ５６の付勢力を弱くすると、開閉の反応性が低下してしまう共に、閉弁が弱く、インクがリークしてしまう虞がある。
【００６７】
そこで、本実施形態では、インクジェット式記録装置１に容積拡大ユニット１３を設け、圧力調整弁５０の１次室５１１に連通する流路の容積を拡大して、１次室５１１内のインクの圧力を低下させて、弁体５５と弁座との当接圧力を低下させるようにした。
【００６８】
ここで、本実施形態の容積拡大ユニット１３について図２及び図７を参照して説明する。なお、図７は、本発明の実施形態１に係る容積拡大手段の概要を示す断面図である。
【００６９】
図２に示すように、本実施形態の容積拡大ユニット１３は、供給管１０の途中に設けられて供給路を開閉する開閉手段である開閉弁１３１と、容積拡大手段１３２と、を具備する。
【００７０】
開閉弁１３１は、供給管１０の途中であって容積拡大手段１３２とインクタンク８との間に設けられており、供給管１０内の流路の開閉を行う。
【００７１】
容積拡大手段１３２は、図２に示すように、開閉弁１３１と圧力調整弁５０の１次室５１１との間に設けられたものである。本実施形態の容積拡大手段１３２は、図７に示すように、供給管１０内の流路と連通する流路１３３と、流路１３３と調整壁１３４によって隔てられた圧力調整室１３５と、流路１３３内に設けられて調整壁１３４を連通流路の容積が拡大する方向に向かって付勢する付勢手段１３６と、圧力調整室１３５に接続されて、圧力調整室１３５内に流体を圧送する加圧ポンプ等の圧送手段１３７と、圧力調整室１３５と外部とを連通する大気開放用開閉弁１３８と、を具備する。
【００７２】
調整壁１３４は、圧力調整室１３５内に移動可能に設けられており、調整壁１３４の移動によって流路１３３の容積を増大及び縮小するものである。本実施形態では、調整壁１３４として、例えば、ゴムやエラストマー等の弾性材料や、フィルムなどの変形可能な材料で形成されており、調整壁１３４の変形によって圧力調整室１３５内を移動可能となっている。もちろん、調整壁１３４はこれに限定されず、例えば、調整壁１３４として弾性変形し難い板状部材を用いて、調整壁１３４が圧力調整室１３５内をスライド移動するようにしてもよい。
【００７３】
また、調整壁１３４は、流路１３３内に設けられた付勢手段１３６によって流路１３３の容積が増大する方向に付勢されている。本実施形態では、付勢手段１３６として圧縮コイルバネを用いて、圧縮コイルバネの一端を流路１３３の調整壁１３４に相対向する内面に当接させ、他端を調整壁１３４に当接させることで、付勢手段１３６が調整壁１３４を流路１３３の容積が増大する方向に付勢するようにした。もちろん、付勢手段１３６はこれに限定されず、例えば、圧力調整室１３５内に引張コイルバネを設けて、調整壁１３４を流路１３３の容積が増大する方向に付勢させるようにしてもよい。もちろん、付勢手段１３６は、コイルバネに限定されず、板バネ等であってもよい。
【００７４】
圧送手段１３７は、気体や液体などの流体を圧力調整室１３５内に圧送するものであり、加圧ポンプ等からなる。圧送手段１３７から流体を圧力調整室１３５内に圧送することで、調整壁１３４を付勢手段１３６の付勢力に抗して流路１３３の容積が減少する方向に移動させることができる。
【００７５】
大気開放用開閉弁１３８は、圧力調整室１３５と外部との接続を開閉する弁装置であり、圧力調整室１３５と外部とを連通させて圧力調整室１３５を大気開放させる。
【００７６】
このような容積拡大手段１３２は、図７（ａ）に示すように、大気開放用開閉弁１３８を閉じた状態で圧送手段１３７によって圧力調整室１３５内に流体を圧送することで、調整壁１３４を付勢手段１３６の付勢力に抗して移動させて流路１３３の容積を減少させる。
【００７７】
また、図７（ｂ）に示すように、圧送手段１３７による流体の圧送を停止し、大気開放用開閉弁１３８によって圧力調整室１３５を大気開放することで、調整壁１３４を付勢手段１３６の付勢力によって圧力調整室１３５側に移動させて、流路１３３の容積を増大させる。
【００７８】
このような容積拡大手段１３２は、予め図７（ａ）に示すように、流路１３３の容積を減少させておき、所望のタイミングで図７（ｂ）に示すように、流路１３３の容積を増大させる。また、このように流路１３３の容積を増大させる際には、開閉弁１３１によって供給管１０を閉じておく。これにより、流路１３３の容積が拡大されることによって発生した負圧によって、記録ヘッド１５の圧力調整弁５０の１次室５１１内のインクの圧力を低減することができる。
【００７９】
すなわち、このような容積拡大ユニット１３による１次室５１１に連通する流路１３３の容積の拡大は、記録ヘッド１５によるインクの噴射が終了した後、すなわち、インクタンク８から記録ヘッド１５へのインクの供給が停止した後に行われる。つまり、インクタンク８から記録ヘッド１５へのインクの供給が停止した際には、図６に示すように圧力調整弁５０が閉弁しているため、圧力調整弁５０が閉弁した状態で、容積拡大ユニット１３によって圧力調整弁５０よりも上流側の流路の容積を拡大させる。これにより、図８に示すように、１次室５１１内のインクの圧力を第１モードのときよりも低下させて、弁体５５と弁座との当接圧力を、第１モードのときよりも減少させることができる（第３モード）。したがって、弁体５５と弁座との当接する領域におけるインクの凝集を抑制することができる。すなわち、第１モードの後、第３モードを行うことで、第１モードによる弁体５５と弁座とが高い圧力で当接する時間を短くして、第３モードによる比較的弱い圧力で弁体５５と弁座とが互いに当接する時間を長くすることができる。したがって、インクの凝集による堆積を抑制して、堆積物によって弁体５５と弁座とが当接した際に隙間が発生してインクがリークするのを抑制することができる。また、本実施形態では、コイルバネ５６の付勢力を弱めることなく、容積拡大ユニット１３によって第３モードの弁体５５と弁座との当接圧力を減少させることができるため、コイルバネ５６の付勢力の低下による反応性の低下、インクのリークの発生を抑制することができる。なお、弁体５５と弁座とは、第２モードから第１モードにした後、第３モードとすることで、第１モードによって確実に弁体５５と弁座とが当接しているため、第３モードにおいてもインクのリークは発生し難い。なお、容積拡大ユニット１３による流路１３３の容積の拡大は、弁体５５が連通流路５１４を開弁しない程度に行う必要がある。つまり、流路１３３の容積を拡大し過ぎると、１次室５１１内の圧力が低下し過ぎて、弁体５５が弁座から離反してしまう虞があるからである。
【００８０】
このような容積拡大ユニット１３による容積の拡大は、インクジェット式記録装置１に搭載された制御装置１４によって制御される。ここで、本実施形態の記録装置に搭載された制御手段である制御装置１４について説明する。なお、図９は、記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【００８１】
図９に示すように、制御装置１４は、印刷制御回路１４１、記録ヘッド駆動回路１４２、印刷位置制御回路１４３及び容積拡大制御回路１４４を具備する。
【００８２】
印刷制御回路１４１は、外部から入力された印刷信号に基づいて記録ヘッド駆動回路１４２を介して記録ヘッド１５に駆動パルスを供給して、記録ヘッド１５のインクの噴射を制御する。
【００８３】
印刷位置制御回路１４３は、キャリッジモーター７及び図１に示していない紙送り機構を制御することにより、記録ヘッド１５の被噴射媒体に対する第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの相対位置を制御する。
【００８４】
容積拡大制御回路１４４は、容積拡大ユニット１３、すなわち開閉弁１３１及び容積拡大手段１３２の動作を制御し、記録ヘッド１５の上流側の流路である流路１３３の容積を拡大させて、記録ヘッド１５の圧力調整弁５０の１次室５１１内の圧力を低減させて第３モードに制御する。この容積拡大制御回路１４４による容積拡大ユニット１３の制御は、印刷制御回路１４１による印刷が停止した際に行われる。なお、制御装置１４は、例えば、例えば、記録ヘッド１５からのインクの噴射が終了してからの経過時間を測定する時計手段をさらに具備し、容積拡大制御回路１４４は、時計手段による測定した経過時間に基づいて容積拡大ユニット１３を制御して第１モードから第３モードに切り替えるようにしてもよい。すなわち、第３モードから第２モードに移行して記録ヘッド１５にインクを供給するまでの時間に比べて、第１モードから第２モードに移行して記録ヘッド１５のインクを供給するまでの時間の方が短いため、経過時間が長くなった場合のみに第１モードから第３モードに切り替えるようにすれば、印刷停止時間が短時間の場合に、第１モードから直接第２モードに移行することができ、印刷を短時間で開始することが可能となる。
【００８５】
また、容積拡大制御回路１４４は、例えば、記録ヘッド１５がホームポジション領域に移動したのを契機に第１モードから第３モードに移行するようにしてもよい。なお、ホームポジション領域に移動したのを検知するには、例えば、印刷位置制御回路１４３の制御に基づいてもよく、また、ホームポジション領域に記録ヘッド１５やキャリッジ５が移動することによって押下されるスイッチ等によるものでもよい。
【００８６】
（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。
【００８７】
例えば、上述した実施形態１では、容積拡大ユニット１３として、開閉弁１３１と容積拡大手段１３２とを設けるようにしたが、容積拡大手段１３２は、上述したものに限定されるものではない。ここで、容積拡大手段の他の例を図１０に示す。なお、図１０は、本発明の他の実施形態に係る容積拡大手段の断面図である。
【００８８】
図１０に示すように、容積拡大手段１３２Ａは、インクタンク８にそれぞれ接続される流路１３３及び圧力調整室１３５と、流路１３３と圧力調整室１３５とを隔てる調整壁１３４と、調整壁１３４を流路１３３側に向かって付勢する付勢手段１３６と、圧力調整室１３５に接続された吸引手段１３９と、を具備する。なお、インクタンク８と流路１３３及び圧力調整室１３５との間には、上述した実施形態１の開閉弁１３１が設けられている。
【００８９】
流路１３３は、記録ヘッド１５の圧力調整弁５０の１次室５１１に接続されており、インクタンク８からのインクを記録ヘッド１５に供給する。
【００９０】
圧力調整室１３５は、一端がインクタンク８に接続され、他端が吸引手段１３９に接続されている。吸引手段１３９は、例えば、吸引ポンプ等が挙げられる。なお、吸引手段１３９は、例えば、メンテナンスユニット１１に設けられてキャップ１２に接続された吸引ポンプであってもよい。
【００９１】
調整壁１３４は、例えば、ゴムやエラストマー等の弾性材料や、フィルムなどの変形可能な材料で形成されており、調整壁１３４の変形によって圧力調整室１３５内を移動可能となっている。
【００９２】
付勢手段１３６は、調整壁１３４を流路１３３側に向かって付勢するものであり、本実施形態では、圧縮コイルバネを用いた。
【００９３】
このような構成の容積拡大手段１３２Ａでは、図１０（ａ）に示すように、印刷時には、吸引手段１３９によって圧力調整室１３５内のインクを吸引しない。これにより、付勢手段１３６の付勢力により調整壁１３４は、流路１３３側に移動する。そして、印刷が停止した際には、図１０（ｂ）に示すように、吸引手段１３９によって圧力調整室１３５内のインクを吸引することで、調整壁１３４を付勢手段１３６の付勢力に抗して圧力調整室１３５内に移動させて、流路１３３の容積を拡大する。これにより、流路１３３に連通する圧力調整弁５０の１次室５１１内のインクの圧力を低減させて、弁体５５と弁座との当接する圧力を低減させて、インクの凝集及び堆積を抑制することができる。なお、特に図示していないが、図１０（ｂ）に示すように、流路１３３の容積を拡大する場合には、上述した実施形態１と同様に、流路１３３及び圧力調整室１３５の上流においてインクタンク８からのインクの供給が停止されるように開閉弁１３１を閉弁しておけばよい。
【００９４】
また、上述した例では、容積拡大手段１３２、１３２Ａを供給管１０の途中に設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、容積拡大手段１３２、１３２Ａを圧力調整弁５０に一体的に設けてもよい。すなわち、容積拡大手段１３２の流路１３３は、１次室５１１であってもよい。
【００９５】
また、上述した実施形態１では特に言及していないが、当接部材５６０と弁座とが互いに当接する領域を撥液処理するようにしてもよい。これにより、さらに当接部材５６０と弁座とが互いに当接する領域の堆積物を抑制することができる。
【００９６】
また、上述した実施形態１では、圧力発生室３３３に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電材料３１３と電極形成材料３１４、３１５とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる圧電アクチュエーター３１０を用いて説明したが、圧力発生手段としては、特にこれに限定されず、例えば、電極及び圧電材料を成膜及びリソグラフィー法により積層形成した薄膜型、グリーンシートを添付する等の方法により形成される厚膜型などの撓み振動型の圧電アクチュエーターを用いることができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口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開口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。
【００９７】
また、上述したインクジェット式記録装置１では、記録ヘッド１５がキャリッジ５に搭載されて第１の方向Ｘに移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド１５が固定されて、被噴射媒体を第２の方向Ｙに移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００９８】
また、上述した例では、インクジェット式記録装置１は、液体貯留手段であるインクタンク８が本体フレーム２のタンクホルダー９に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、液体貯留手段であるインクカートリッジがキャリッジ５に搭載されていてもよい。また、圧力調整弁５０は、キャリッジ５に搭載されたものに限定されず、圧力調整弁５０と記録ヘッド１５とがチューブ等の供給管を介して接続されていてもよい。
【００９９】
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置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具備する液体噴射装置に用いることが可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  ２  本体フレーム（装置本体）、  ３  媒体支持部材、  ４  ガイド軸、  ５  キャリッジ、  ６  タイミングベルト、  ７  キャリッジモーター、  ８  インクタンク（液体貯留手段）、  ９  タンクホルダー、  １０  供給管、  １１  メンテナンスユニット、  １２  キャップ、  １３  容積拡大ユニット、  １４  制御装置、  １５  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  ２０  ヘッド本体、  ３０  吐出部、  ３１  アクチュエーターユニット、  ３２  ケース、  ３３  流路ユニット、  ３４  配線基板、  ４０  流路部材、  ５０  圧力調整弁、  ５１  ハウジング、  ５５  弁体、  ５６  コイルバネ、  １３１  開閉弁（開閉手段）、  １３２、１３２Ａ  容積拡大手段、  １３３  流路、１３４  調整壁、  １３５  圧力調整室、  １３６  付勢手段、  １３７  圧送手段、  １３８  大気開放用開閉弁、  １３９  吸引手段、  ３１０  圧電アクチュエーター（圧力発生手段）、  ３２１  インク導入路、  ３３１  振動板、  ３３２  ノズルプレート、  ３３３  圧力発生室、  ３３４  ノズル開口、  ３３５  インク供給路、  ３３６  マニホールド、  ５１１  １次室、  ５１２  ２次室、  ５１３  隔壁、  ５１４  連通流路、  ５１５  蓋部材、  ５１６  流入路、  ５１７  フィルム（受圧膜体）、  ５１７ａ  ダイヤフラム、  ５１８  流出路、  ５１９  シール部材、  ５２０  受圧板、  ５５０  弁体本体、  ５５１  軸部、  ５５２  フランジ部、  ５６０  当接部材
【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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