JP2019051613A - 液体吐出装置および液体吐出装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッド内に形成する液体の流れの流量を多くしても、ノズル内のメニスカスの破壊を抑制できるようにする。【解決手段】液体吐出装置の制御方法であって、液体吐出装置は、液体が流通する内部空間を備え、内部空間の液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、内部空間に液体を流入する流入流路と、内部空間の液体を流出する流出流路と、流入流路を開閉する弁体と、を具備し、弁体の下流側の負圧に応じた弁体の開動作で流入流路を開いて、流入流路から内部空間を通って流出流路に流れる液体の流れを形成し、その液体の流れの流量が多いほど、弁体の上流側の圧力を高くする。【選択図】図４

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する技術に関する。

液体吐出ヘッドからインクなどの液体を吐出する液体吐出装置には、液体吐出ヘッド内に液体の流れを形成することで、液体の成分の沈殿などを抑制するものがある。例えば特許文献１には、液体吐出ヘッドの流路に循環路を設けて、循環路を介して液体を循環させることによって、液体吐出ヘッドの流路に液体の流れを形成する技術が開示されている。特許文献１では、循環路に弁体を設け、弁体よりも下流側の負圧と大気圧とに基づいて弁体を開動作させることによって、循環路を流れる液体の圧力を調整している。

特開２０１１−２１２８９８号公報

特許文献１のように、弁体よりも下流側の負圧と大気圧とに基づいて弁体を開動作させる構成では、弁体よりも下流側の負圧を大きくするほど、液体吐出ヘッド内に形成する液体の流れの流量を多くすることができる。ところが、弁体よりも下流側の負圧を大きくするほど、ノズル内の負圧が大きくなるため、ノズル内のメニスカスが破壊されてしまう虞がある。以上の事情を考慮して、本発明は、液体吐出ヘッド内に形成する液体の流れの流量を多くしても、ノズル内のメニスカスの破壊を抑制できるようにすることを目的とする。

［態様１］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様１）に係る方法は、液体吐出装置の制御方法であって、液体吐出装置は、液体が流通する内部空間を備え、内部空間の液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、内部空間に液体を流入する流入流路と、内部空間の液体を流出する流出流路と、流入流路を開閉する弁体と、を具備し、弁体の下流側の負圧に応じた弁体の開動作で流入流路を開いて、流入流路から内部空間を通って流出流路に流れる液体の流れを形成し、その液体の流れの流量が多いほど、弁体の上流側の圧力を高くする。以上の態様によれば、弁体の下流側の負圧に応じた弁体の動作で流入流路を開くことによって液体吐出ヘッド内に液体の流れを形成することができる。その際、液体の流れの流量が多いほどノズル内の負圧が増大するものの、液体の流れの流量が多いほど弁体の上流側の圧力を高くするから、ノズル内の負圧の増大を緩和できる。これにより、液体吐出ヘッド内に形成する液体の流れの流量を多くしても、ノズル内の負圧の増大によるメニスカスの破壊を抑制できる。

［態様２］
態様１の好適例（態様２）において、流出流路を減圧して弁体を開動作させる。以上の態様によれば、流出流路を減圧して弁体を開動作させるから、弁体が開き易くなり、液体の流れの流量を多くし易い。

［態様３］
態様１または態様２の好適例（態様３）において、液体吐出装置は、弁体を動作させるための可撓膜を備え、可撓膜は、弁体より下流側の流入流路の一部を形成する第１面と、第１面の反対側の第２面とを有し、第１面側の圧力と第２面側の圧力との差圧に応じた可撓膜の変形により弁体を開動作させる。以上の態様によれば、第１面と第２面の差圧に応じた可撓膜の変形による弁体の開動作で第１制御による液体の流れを形成できる。

［態様４］
請求項３の好適例（態様４）において、可撓膜の第２面に外力を付与することによって、差圧に関わらずに可撓膜を変形させて弁体を開動作させる。以上の態様によれば、可撓膜の第２面に外力を付与することによって、差圧に関わらずに可撓膜を変形させることで弁体を開動作させることができる。

［態様５］
態様１から態様４の何れかの好適例（態様５）において、液体吐出装置は、液体吐出ヘッドに接触させてノズルを封止するキャップを備え、液体吐出ヘッドとキャップとを離間させた状態で、弁体の下流側の負圧に応じた弁体の開動作で流入流路を開いて、流入流路から内部空間を通って流出流路に流れる液体の流れを形成する。以上の態様によれば、液体吐出ヘッドとキャップとを離間させた状態で液体の流れを形成するから、液体吐出ヘッドとキャップとを接触させた状態で液体の流れを形成する場合に比較して、液体の流れを形成する際にキャップに付着した液滴等によりノズルのメニスカスが破壊されないようにすることができる。

［態様６］
態様１から態様５の何れかの好適例（態様６）において、流入流路の圧力と流出流路の圧力とのうち少なくとも一方を段階的に変える。以上の態様によれば、流入流路の圧力と流出流路の圧力とのうち少なくとも一方を段階的に変えることによって、液体の流れの流量を段階的に変えることができる。これによれば、液体吐出ヘッド内の液体の淀みや気泡が発生している位置に応じて流量の異なる流れを形成できる。したがって、液体吐出ヘッド内の液体の淀みを的確に抑制でき、気泡を排出し易くすることができる。

［態様７］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様７）に係る液体吐出装置は、液体が流通する内部空間を備え、内部空間の液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、内部空間に液体を流入する流入流路と、内部空間の液体を流出する流出流路と、流入流路を開閉する弁体と、を具備し、弁体の下流側の負圧に応じた弁体の開動作で流入流路を開いて、流入流路から内部空間を通って流出流路に流れる液体の流れを形成し、その液体の流れの流量が多いほど、弁体の上流側の圧力を高くする。以上の態様によれば、弁体の下流側の負圧に応じた弁体の動作で流入流路を開くことによって液体吐出ヘッド内に液体の流れを形成することができる。その際、液体の流れの流量が多いほどノズル内の負圧が増大するものの、液体の流れの流量が多いほど弁体の上流側の圧力を高くするから、ノズル内の負圧の増大を緩和できる。これにより、液体吐出ヘッド内に形成する液体の流れの流量を多くしても、ノズル内の負圧の増大によるメニスカスの破壊を抑制できる。

［態様８］
態様７の好適例（態様８）において、流出流路を減圧して弁体を動作させる。以上の態様によれば、流出流路を減圧して弁体を開動作させるから、弁体が開き易くなり、液体の流れの流量を多くし易い。

［態様９］
態様７または態様８の好適例（態様９）において、液体吐出装置は、弁体を動作させるための可撓膜を備え、可撓膜は、弁体より下流側の流入流路の一部を形成する第１面と、第１面の反対側の第２面とを有し、第１面側の圧力と第２面側の圧力との差圧に応じた可撓膜の変形により弁体を開動作させる。以上の態様によれば、第１面と第２面の差圧に応じた可撓膜の変形による弁体の開動作で第１制御による液体の流れを形成できる。

［態様１０］
態様９の好適例（態様１０）において、可撓膜の第２面に外力を付与することによって、差圧に関わらずに可撓膜を変形させて弁体を開動作させる。以上の態様によれば、可撓膜の第２面に外力を付与することによって、差圧に関わらずに可撓膜を変形させることで弁体を開動作させることができる。

［態様１１］
態様７から態様１０の何れかの好適例（態様１１）において、液体吐出ヘッドに接触させてノズルを封止するキャップを備え、液体吐出ヘッドとキャップとを離間させた状態で、弁体の下流側の負圧に応じた弁体の開動作で流入流路を開いて、流入流路から内部空間を通って流出流路に流れる液体の流れを形成する。以上の態様によれば、液体吐出ヘッドとキャップとを離間させた状態で液体の流れを形成するから、液体吐出ヘッドとキャップとを接触させた状態で液体の流れを形成する場合に比較して、液体の流れを形成する際にキャップに付着した液滴等によりノズルのメニスカスが破壊されないようにすることができる。

［態様１２］
態様７から態様１１の何れかの好適例（態様１２）において、流入流路の圧力と流出流路の圧力とのうち少なくとも一方を変えることによって、液体の流れの流量を変える。以上の態様によれば、流入流路の圧力と流出流路の圧力とのうち少なくとも一方を段階的に変えることによって、液体の流れの流量を段階的に変えることができる。これによれば、液体吐出ヘッド内の液体の淀みや気泡が発生している位置に応じて流量の異なる流れを形成できる。したがって、液体吐出ヘッド内の液体の淀みを的確に抑制でき、気泡を排出し易くすることができる。

第１実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。 液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 図２に示す液体吐出ヘッドのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 液体吐出ヘッドの流路構成を説明するための図である。 比較例における圧力変化を示すグラフである。 第１実施形態における圧力変化を示すグラフである。 第１実施形態に係る液体吐出装置の制御方法を示すフローチャートである。 第１実施形態における弁体の開動作を説明するための図である。 第１実施形態の第１変形例における圧力変化を示すグラフである。 第１実施形態の第２変形例における圧力変化を示すグラフである。 第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路構成を説明するための図である。 第２実施形態に係る液体吐出装置の制御方法を示すフローチャートである。 第２実施形態の第１制御による弁体の開動作を説明するための図である。 第２実施形態の第２制御による弁体の強制開動作を説明するための図である。 第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路構成を説明するための図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置１０の部分的な構成図である。第１実施形態の液体吐出装置１０は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体１１に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。図１に示す液体吐出装置１０は、制御装置１２と搬送機構１５とキャリッジ１８と液体吐出ヘッド２０とメンテナンスユニット２２とを具備する。液体吐出装置１０にはインクを貯留する液体容器１４が装着される。

液体容器１４は、液体吐出装置１０の本体に着脱可能な箱状の容器からなるインクタンクタイプのカートリッジである。なお、液体容器１４は、箱状の容器に限られず、袋状の容器からなるインクパックタイプのカートリッジであってもよい。液体容器１４には、インクが貯留される。インクは、黒色インクであってもよく、カラーインクであってもよい。液体容器１４に貯留されるインクは、液体吐出ヘッド２０に圧送される。

制御装置１２は、液体吐出装置１０の各要素を統括的に制御する。搬送機構１５は、制御装置１２による制御のもとで媒体１１をＹ方向に搬送する。液体吐出ヘッド２０は、液体容器１４から供給されるインクを制御装置１２による制御のもとで複数のノズルＮの各々から媒体１１に吐出する。複数のノズルＮは、媒体１１との対向面である吐出面に形成される。

液体吐出ヘッド２０はキャリッジ１８に搭載される。図１では、キャリッジ１８に１つの液体吐出ヘッド２０を搭載した場合を例示したが、これに限られず、キャリッジ１８に複数の液体吐出ヘッド２０を搭載してもよい。制御装置１２は、Ｙ方向に交差（図１では直交）するＸ方向にキャリッジ１８を往復させる。媒体１１の搬送とキャリッジ１８の往復との反復に並行して液体吐出ヘッド２０が媒体１１にインクを吐出することで媒体１１の表面に所望の画像が形成される。なお、キャリッジ１８には、複数の液体吐出ヘッド２０を搭載してもよい。Ｘ−Ｙ平面（媒体１１の表面に平行な平面）に垂直な方向をＺ方向と表記する。

メンテナンスユニット２２は、例えばＸ方向においてキャリッジ１８のホームポジション（待機位置）となる非印字領域Ｈに配置される。メンテナンスユニット２２は、キャリッジ１８が非印字領域Ｈにあるときに、液体吐出ヘッド２０のメンテナンス処理を行う。メンテナンスユニット２２は、制御装置１２によって制御されるキャッピング機構２４を備える。

キャッピング機構２４は、液体吐出ヘッド２０の吐出面をキャッピングする際に用いられる。キャッピング機構２４は、吐出面のノズルＮを封止するキャップ２４２を備える。キャップ２４２は、Ｚ方向の負側が開口した箱状に形成される。キャップ２４２の開口縁部が吐出面に接触することで、吐出面のノズルＮが封止される。キャップ２４２は、モーター（図示略）によって、吐出面に接触するＺ方向の負側または吐出面から離間するＺ方向の正側に移動可能である。制御装置１２は、キャップ２４２で吐出面に接触してノズルＮを封止する。このとき、キャップ２４２に連通するポンプ（図示略）でノズルＮから増粘インクや気泡を吸引することで、これらをキャップ２４２に排出させることができる。キャップ２４２に排出されたインクは、キャップ２４２に連通する流路を介して図示しない廃液タンクに廃棄される。

液体吐出ヘッド２０のメンテナンス処理としては、液体吐出ヘッド２０のクリーニング処理やフラッシング処理が挙げられる。クリーニング処理は、キャップ２４２に連通するポンプ（図示略）でノズルＮからインクを強制的に排出させるメンテナンス処理である。フラッシング処理は、圧電素子に吐出波形の印加することによって、ノズルＮからインクを吐出させるメンテナンス処理である。クリーニング処理やフラッシング処理などのメンテナンス処理を行って、ノズルＮから増粘インクや気泡を排出することで、ノズルＮの目詰まりや吐出不良を抑制できる。

図２は、液体吐出ヘッド２０の分解斜視図である。図３は、図２に示す液体吐出ヘッド２０のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図２および図３に示すように、液体吐出ヘッド２０は、液体容器１４から供給される複数のノズルＮからインクを吐出する。液体吐出ヘッド２０は、圧力室基板４８２と振動板４８３と圧電素子４８４と筐体部４８５と封止体４８６とが流路基板４８１の一方側に配置されるとともに、他方側にノズル板４８７および緩衝板４８８が配置された構造体である。流路基板４８１と圧力室基板４８２とノズル板４８７とは例えばシリコンの平板材で形成され、筐体部４８５は例えば樹脂材料の射出成形で形成される。複数のノズルＮはノズル板４８７に形成される。ノズル板４８７のうち流路基板４８１とは反対側の表面が吐出面（液体吐出ヘッド２０のうち媒体１１との対向面）に相当する。

複数のノズルＮは、第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２とに区分される。第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２の各々は、Ｙ方向に沿って配列された複数のノズルＮの集合である。第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２とは、Ｘ方向に相互に間隔をあけて並列する。なお、第１ノズル列Ｌ１の各ノズルＮと第２ノズル列Ｌ２の各ノズルＮとでＹ方向の位置を相違させること（いわゆる千鳥配置またはスタガ配置）も可能である。

図３に示すように、本実施形態の液体吐出ヘッド２０は、第１ノズル列Ｌ１に対応する構造（図３の左側部分）と第２ノズル列Ｌ２に対応する構造（図３の右側部分）とが、Ｚ方向の仮想線Ｇ−Ｇに対して略線対称に形成され、両構造は実質的に共通する。このため、以下では、主に第１ノズル列Ｌ１に対応する構造（図３の仮想線Ｇ−Ｇよりも左側部分）に着目して説明する。

流路基板４８１には、開口部４８１Ａと分岐流路４８１Ｂと連通流路４８１Ｃとが形成される。分岐流路４８１Ｂおよび連通流路４８１ＣはノズルＮ毎に形成された貫通孔であり、開口部４８１Ａは複数のノズルＮにわたり連続する開口である。緩衝板４８８は、流路基板４８１のうち圧力室基板４８２とは反対側の表面に設置されて開口部４８１Ａを閉塞する平板材（コンプライアンス基板）である。開口部４８１Ａ内の圧力変動は緩衝板４８８により吸収される。

筐体部４８５には、流路基板４８１の開口部４８１Ａに連通する共通液室ＳＲ（リザーバー）が形成される。図３の左側の共通液室ＳＲは、第１ノズル列Ｌ１を構成する複数のノズルＮに供給されるインクを貯留する空間であり、これら複数のノズルＮにわたり連続する。図３の右側の共通液室ＳＲは、第２ノズル列Ｌ２を構成する複数のノズルＮに供給されるインクを貯留する空間であり、これら複数のノズルＮにわたり連続する。各共通液室ＳＲには、上流側から供給されるインクが流入する流入口Ｒｉｎと下流側にインクを流出する流出口Ｒｏｕｔが形成される。

圧力室基板４８２にはノズルＮ毎に開口部４８２Ａが形成される。振動板４８３は、圧力室基板４８２のうち流路基板４８１とは反対側の表面に設置された弾性変形可能な平板材である。圧力室基板４８２の各開口部４８２Ａの内側で振動板４８３と流路基板４８１とに挟まれた空間は、共通液室ＳＲから分岐流路４８１Ｂを介して供給されるインクが充填される圧力室ＳＣ（キャビティ）として機能する。各圧力室ＳＣは、流路基板４８１の連通流路４８１Ｃを介してノズルＮに連通する。

振動板４８３のうち圧力室基板４８２とは反対側の表面にはノズルＮ毎に圧電素子４８４が形成される。各圧電素子４８４は、相互に対向する電極間に圧電体を介在させた駆動素子である。駆動信号の供給により圧電素子４８４が変形することで振動板４８３が振動すると、圧力室ＳＣ内の圧力が変動して圧力室ＳＣ内のインクがノズルＮから吐出される。封止体４８６は、複数の圧電素子４８４を保護する。なお、圧電素子４８４は、不図示のフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やチップオンフィルム（ＣＯＦ：Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）などを経由して制御装置１２に接続される。

図４は、液体吐出ヘッド２０の流路構成を説明するための図である。本実施形態の液体吐出装置１０は、液体吐出ヘッド２０内にインクの流れを形成することで、インクの成分の沈殿などを抑制することができる。このようなインクの流れは、印刷時や印刷待機時に形成してもよく、液体吐出ヘッド２０のクリーニング時に形成してもよい。また、一定時間ごとに間欠的に流れを形成するようにしてもよい。本実施形態の共通液室ＳＲは、インクが流通する液体吐出ヘッド２０の内部空間として機能し、本実施形態では共通液室ＳＲにインクの流れを形成する場合を例示する。図４の液体吐出ヘッド２０は、第１ノズル列Ｌ１に対応する構造をＹ−Ｚ平面で切断した断面を簡略化したものである。第２ノズル列Ｌ２に対応する構造についての流路構成も同様に構成されるので、ここでは詳細な説明を省略する。

図４の流路構成では、液体吐出ヘッド２０の上流側に上流側流路部材３２が設けられ、液体吐出ヘッド２０の下流側に下流側流路部材３４が設けられている。上流側流路部材３２は、流入流路３３が形成される流路構造体である。流入流路３３は、液体容器１４のインクを液体吐出ヘッド２０に流入するための流路である。流入流路３３のインクの導入口ＤＩ１には、液体容器１４に連通する供給流路３１が接続されている。流入流路３３のインクの導出口ＤＯ１には、共通液室ＳＲの流入口Ｒｉｎが接続されている。液体容器１４には、液体容器１４のインクを加圧して送液（圧送）するための加圧機構１４２が接続されている。本実施形態の加圧機構１４２は、空気ポンプで構成される。空気ポンプからの空気により液体容器１４内が加圧されて、液体容器１４のインクが供給流路３１を介して流入流路３３に圧送される。したがって、加圧機構１４２によって、流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力（弁体７２の上流側の圧力）を調整することもできる。なお、加圧機構１４２は、空気ポンプに限られず、供給流路３１に設けられる送液ポンプであってもよく、液体容器１４を昇降させて液体容器１４内のインクの水頭圧を調整する昇降機構で構成してもよい。

下流側流路部材３４は、流出流路３５が形成される流路構造体である。流出流路３５は、液体吐出ヘッド２０のインクを流出するための流路である。流出流路３５のインクの導入口ＤＩ２には、共通液室ＳＲの流出口Ｒｏｕｔが接続されている。流出流路３５のインクの導出口ＤＯ２には、廃液タンク５０に連通する排出流路３６が接続されている。排出流路３６は、共通液室ＳＲのインクを廃液タンク５０に排出するための流路である。排出流路３６には、送液ポンプＰが設けられている。送液ポンプＰは、インクの流れを形成するためのポンプとして機能する。本実施形態の送液ポンプＰは、圧力を調整可能な減圧ポンプで構成される。したがって、送液ポンプＰにより流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力を調整することによって、インク流量（液体吐出ヘッド２０に形成されるインクの流れの流量）を調整できる。

流出流路３５には、流出流路３５を流れるインクの流量または圧力を検出するための検出器３７が設けられている。流出流路３５を流れるインク流量を検出する場合は、検出器３７を流量計で構成し、流出流路３５の圧力を検出する場合は検出器３７を圧力計で構成する。このように検出器３７を流量計で構成して流出流路３５内のインク流量を直接的に検出してもよいが、検出器３７を圧力計で構成して流出流路３５内の圧力から間接的に流出流路３５内のインク流量を検出してもよい。圧力計によってインク流量を間接的に測定する場合は、例えば流出流路３５内の圧力と流量との関係を予め測定しておき、その圧力と流量との関係に基づいて、圧力計の検出圧力からインク流量を取得する。なお、検出器３７でインク流量を検出する場合は、流入流路３３や供給流路３１に検出器３７を設けるようにしてもよい。

上流側流路部材３２には、弁装置７０（自己封止弁）が設けられている。本実施形態の弁装置７０は、下流側の圧力と大気圧との差圧で開動作する。弁装置７０は、流入流路３３の一部を構成する上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とを備える。上流側流路Ｒ１は、供給流路３１に接続される。上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２との間には弁体７２が設置される。下流側流路Ｒ２には、大気に連通する大気圧室ＲＣが隣接される。下流側流路Ｒ２と大気圧室ＲＣとの間に可撓膜７１が介在し、可撓膜７１は下流側流路Ｒ２と大気圧室ＲＣとを区画する。可撓膜７１は、可撓性のある弾性膜であり、例えばフィルム、ゴム、繊維などで構成される。

弁体７２は、流入流路３３を開閉する。具体的には弁体７２は、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とを連通（開状態）または遮断（閉状態）する。弁体７２には、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが遮断される方向に付勢するバネＳｐが設けられている。したがって、弁体７２に力が作用していないときには、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが遮断される。他方、バネＳｐの付勢力に抗して弁体７２に力がかかってＺ方向の正側に移動することで、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが連通する。

液体吐出ヘッド２０によるインクの吐出や吸引に起因して下流側流路Ｒ２内の圧力が低下して所定の負圧になると、弁体７２が開動作する。弁体７２の開動作とは、弁体７２がバネＳｐによる付勢力に対抗して下方（Ｚ方向の正側）に移動し、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが連通することである。すなわち、可撓膜７１のうち下流側流路Ｒ２の一部を形成する表面を第１面７１Ａとし、第１面７１Ａの反対側の大気圧室ＲＣ側の表面を第２面７１Ｂとすると、第１面７１Ａの圧力（大気圧）と第２面７１Ｂの圧力（負圧）との差圧に応じて可撓膜７１が変形することによって弁体７２が動作する。大気圧に対して所定の負圧になったところで弁体７２が開き、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが連通することによって流入流路３３が開く。なお、本実施形態の弁体７２は、可撓膜７１の第１面７１Ａの圧力と第２面７１Ｂの圧力との差圧によって開閉するように構成した場合を例示したが、上流側流路Ｒ１の圧力と下流側流路Ｒ２の圧力との差圧によって開閉するように構成してもよい。

このような本実施形態の流路構成によれば、送液ポンプＰを駆動することによって、弁体７２の下流側が減圧され、弁体７２の開動作により流入流路３３が開くので、液体容器１４のインクを流入流路３３から共通液室ＳＲを通って流出流路３５に流れるインクの流れを形成することができる。具体的には、送液ポンプＰを駆動すると、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力が低下して負圧になるので、流出流路３５に共通液室ＳＲを介して連通する下流側流路Ｒ２の圧力も負圧になる。その負圧と大気圧との差圧によって可撓膜７１が変形し、所定の負圧になると弁体７２が開く。これにより、弁体７２が開動作して流入流路３３が開くので、液体容器１４のインクは、流入流路３３から共通液室ＳＲを通って流出流路３５に流れ、排出流路３６を介して廃液タンク５０に排出される。

このように、液体吐出ヘッド２０内の共通液室ＳＲにインクの流れを形成することで、共通液室ＳＲ内にインクの成分の沈殿を抑制したり、滞留した気泡を排出したり、インクの淀みをなくして気泡の滞留を抑制したりすることができる。本実施形態では、インクの流れを形成する液体吐出ヘッド２０の内部空間として共通液室ＳＲを例示したが、これに限られず、各圧力室ＳＣを内部空間としてインクの流れを形成してもよい。

なお、本実施形態では、液体吐出ヘッド２０内に流れを形成するインクを廃液タンク５０に排出する場合を例示したが、廃液タンク５０の代わりに交換用インクタンクに排出して貯留するようにしてもよい。インクが溜まった交換用インクタンクは、液体容器１４を構成するインクタンクと交換することで、インクを再利用することができる。また、液体容器１４をインクパックで構成する場合は、インクパックにかける圧力を調整するポンプで加圧機構１４２を構成する。

ところで、本実施形態のように弁体７２よりも下流側の負圧に基づいて弁体７２を開動作させる構成では、弁体７２よりも下流側の負圧を大きくするほど、液体吐出ヘッド２０内に形成するインク流量を多くすることができる。ところが、弁体７２よりも下流側の負圧を大きくするほど、ノズルＮ内の負圧が大きくなるため、ノズルＮ内のメニスカスが破壊されてしまう虞がある。

そこで、本実施形態では、液体吐出ヘッド２０内に形成するインクの流れの流量（インク流量）が多いほど、弁体７２の上流側の圧力が高くなるようにする。このようにすることで、ノズルＮ内の負圧の増大を緩和できる。これにより、液体吐出ヘッド２０内に形成するインクの流れの流量を多くしても、ノズルＮ内の負圧の増大によるメニスカスの破壊を抑制できる。

以下、弁体７２の上流側の圧力を高くすることでメニスカスの破壊を抑制する原理を詳細に説明する。本実施形態では、弁体７２の上流側の圧力として、流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力を高くする場合を例示する。図５および図６は、インクの流れが形成される流路の圧力変化を示すグラフであり、インクの流れが形成される流路の各位置における圧力を直線で近似したものである。図５は、流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力を高くしない比較例を示し、図６は、流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力を高くする本実施形態を示す。図５および図６の縦軸は圧力であり、圧力「０」よりも上側が正圧で、圧力「０」よりも下側が負圧である。横軸はインクの流れが形成される位置であり、上流側の流入流路３３の導入口ＤＩ１から液体吐出ヘッド２０を介して下流側の流出流路３５の導出口ＤＯ２までの流路を示す。図５および図６の「ノズル形成領域」は、図４に示す複数のノズルＮが形成される領域Ｍに相当し、共通液室ＳＲが形成される領域とほぼ同様である。

図５および図６では、「ノズル形成領域」を中心としてその上流側と下流側に分けている。図５および図６のグラフの傾きが大きいほど、インク流量が多くなり、グラフの傾きが小さいほど、インク流量が少なくなる。したがって、図５および図６のグラフの傾きの大きさがインク流量に相当する。また、図５および図６では、ノズルＮのメニスカス耐圧（メニスカスが破壊されない圧力）の上限を−Ｖ（負圧側）、下限を＋Ｖ（正圧側）で示している。したがって、図５および図６のグラフにおいて、「ノズル形成領域」の圧力が−Ｖから＋Ｖの範囲にあればメニスカスが破壊されず、−Ｖを下回るほど低下すると、メニスカスが破壊されてしまう。

図５のグラフｙａは、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力を低くする前のグラフであり、グラフｙａ’は、流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力を変えずに、流出流路３５の導出口ＤＯ２を低くすることによってインク流量を多くした後のグラフである。図６のグラフｙｂは、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力を低くしつつ、流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力を高くしたグラフである。図６には、図５のグラフｙａとｙａ’を重ねている。

図５によれば、白抜き点線矢印に示すように、流出流路３５の導出口ＤＯ２を低くして負圧を大きくするほど、グラフｙａからグラフｙａ’のように圧力変化の傾きが大きくなり、インク流量を増大させることができる。ところが、流出流路３５の導出口ＤＯ２の負圧を大きくするほど、すなわちインク流量を多くするほど、ノズルＮの負圧も増大するから、グラフｙａ’のように「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回り易くなり、メニスカスが破壊されてしまう。

他方、図６のグラフｙｂは、白抜き点線矢印のように流出流路３５の導出口ＤＯ２を低くしつつ、白抜き実線矢印のように流入流路３３の導入口ＤＩ１を加圧して、弁体７２の上流側の圧力を高くしている。このようにすることで、「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回らないようにノズルＮの負圧の増大を緩和できる、これにより、インク流量を多くしても、ノズルＮ内の負圧の増大によるメニスカスの破壊を抑制できる。このように、液体吐出ヘッド２０内に形成するインクの流れの流量を多くしても、弁体７２の上流側の圧力を高くすることでメニスカスの破壊を抑制することができる。

次に、以上の原理を利用して液体吐出ヘッド２０内にインクの流れを形成するための液体吐出装置１０の制御方法について説明する。図７は、第１実施形態においてインクの流れを形成するための液体吐出装置１０の制御方法を示すフローチャートである。図８は、弁体７２の開動作を説明するための図である。

図７に示すように、先ず制御装置１２は、ステップＳ１１にて流出流路３５を減圧することで、弁体７２を開いて共通液室ＳＲにインクの流れを形成する。具体的には、送液ポンプＰを駆動して流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力（下流側流路Ｒ２の圧力）を負圧にすることで、その負圧と大気圧との差圧による可撓膜７１の変形により弁体７２を開動作させて流入流路３３を開く。これにより、図８に示すように弁体７２が開いて、流入流路３３から共通液室ＳＲを通って流出流路３５に流れるインクの流れが形成される。そして、流出流路３５の導出口ＤＯ２の負圧が大きくなるほど、インクの流れの流量が多くなる。このように、流出流路３５を減圧して弁体７２を開動作させることで、弁体７２が開き易くなり、インクの流れの流量を多くし易い。

次にステップＳ１２にて制御装置１２は、インク流量が所定の第１閾値を上回るか否かを判断する。具体的には、検出器３７によって検出される流出流路３５のインク流量が第１閾値を上回るか否かを判断する。ここでの第１閾値は、インク流量が第１閾値を上回ると、「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖから＋Ｖ）の範囲に入らなくなる流量またはその流量に一定のマージンを加えた流量とする。具体的には、図５の白抜き点線矢印のように、本実施形態では、流入流路３３を加圧せずに流出流路３５を減圧することでインク流量を多くすることによって、「ノズル形成領域」の圧力が負圧側に大きくなって、「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回る。したがって、本実施形態では、流入流路３３を加圧せずに流出流路３５を減圧した場合に、「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回る流量またはその流量に一定のマージンを加えた流量を第１閾値とする。

制御装置１２は、ステップＳ１２にてインク流量が第１閾値を上回らないと判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ１４にてインク流量が所定の目標流量か否か判断する。具体的には、検出器３７によって検出される流出流路３５のインク流量が目標流量か否かを判断する。ここでの目標流量は、インクの流れを形成する際に目標とする流量である。制御装置１２は、ステップＳ１４にてインク流量が目標流量でないと判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ１１に戻って流出流路３５をさらに減圧してインク流量を多くする。

制御装置１２は、ステップＳ１２にてインク流量が第１閾値を上回ると判断した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１３にて流入流路３３を加圧して、ステップＳ１４にてインク流量が目標流量か否かを判断する。具体的には、加圧機構１４２により加圧して流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力を高くする。流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力が「０」または「負圧」の場合には、図６の白抜き実線矢印に示すように流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力を「正圧」にする。このようにすることで、流量を多くできると共に、図６の「ノズル形成領域」での負圧の増大を緩和できるので、メニスカス耐圧（−Ｖ）を下回らないようにすることができる。したがって、液体吐出ヘッド２０内に形成するインクの流れの流量を多くしても、ノズルＮ内の負圧の増大によるメニスカスの破壊を抑制できる。

制御装置１２は、ステップＳ１４にてインク流量が目標流量であると判断した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ１５にてインクの流れの形成を終了するか否かを判断する。制御装置１２は、ステップＳ１５にてインクの流れの形成を終了しないと判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ１４の処理に戻る。ステップＳ１４の処理に戻ることで、制御装置１２は、インクの流れの形成を終了するまで、インク流量を監視する。ステップＳ１５にてインクの流れの形成を終了すると判断した場合（ＹＥＳ）は、送液ポンプＰを停止してインクの流れを形成する制御を終了する。

このように、第１実施形態の制御によれば、液体吐出ヘッド２０内にインクの流れを形成する場合に、流出流路３５を減圧してインク流量を多くし、インク流量が第１閾値を上回ると流入流路３３を加圧するから、インク流量が多いほど、弁体７２の上流側の圧力を高くできる。これにより、インク流量を多くしても、ノズルＮ内の負圧の増大によるメニスカスの破壊を抑制できる。また、本実施形態では、インク流量が第１閾値を上回ると流入流路３３を加圧するから、図５の白抜き点線矢印のように流出流路３５の導出口ＤＯ２を減圧しても、メニスカス耐圧（−Ｖ）を下回る前に、図６の白抜き実線矢印のように流入流路３３の導入口ＤＩ１が加圧できる。これにより、メニスカスの破壊を抑制しながら、流量を増やしていくことができる。

なお、第１閾値は、複数の閾値を設定して、インク流量に応じて段階的に流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力を高くなるようにしてもよい。また、流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力と流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力とに応じて段階的に変えるようにしてもよい。図６に示すように、流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力と流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力とによって、「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回らない流量も変わる。そこで、第１閾値を段階的に変えることで、メニスカスの破壊を抑制しながら、インク流量を徐々に多くしていくことができる。

また、液体吐出ヘッド２０内に形成するインクの流れの流量を段階的に変えることができるようにしてもよい。流入流路３３の圧力（弁体７２の上流側の圧力）と流出流路３５の圧力とのうち少なくとも一方を段階的に変えることで、インク流量を段階的に変えることができる。これによれば、液体吐出ヘッド２０内のインクの淀みや気泡が発生している位置に応じて流量の異なる流れを形成できる。したがって、液体吐出ヘッド２０内のインクの淀みを的確に抑制でき、気泡を排出し易くすることができる。

また、第１実施形態では、流出流路３５を減圧することで、インク流量を多くする場合を例示したが、これに限られず、図９に示す第１実施形態の第１変形例のように、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力を一定とし、図９の白抜き実線矢印のように流入流路３３の導入口ＤＩ１を加圧することで、インク流量を多くするようにしてもよい。図９は、第１実施形態の第１変形例におけるインクの流れが形成される流路の圧力変化を示すグラフであり、インクの流れが形成される流路の各位置における圧力を直線で近似したものである。図９のグラフｙｂは、第１変形例による流入流路３３の導入口ＤＩ１が正圧の場合の圧力変化を示し、グラフｙｃは、比較例による流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力が「０」の場合の圧力変化を示す。グラフｙｂとグラフｙｃの流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力が同じである。

流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力を一定にする場合でも、その圧力を低くするほど、インク流量を多くすることができる。ところが、図９の比較例のグラフｙｃのように、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力を低くするほど、「ノズル形成領域」の負圧が増大してメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回り、メニスカスが破壊され易くなってしまう。したがって、流入流路３３の導入口ＤＩ１を加圧しなければ、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力をあまり低い圧力で一定とすることができない。

この点、第１変形例によれば、図９のグラフｙｃのように流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力が「０」または負圧の場合には「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回ってしまうほど、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力が低い場合でも、図９のグラフｙｂのように流入流路３３の導入口ＤＩ１を加圧して正圧にすることで、「ノズル形成領域」の負圧を緩和できる。したがって、「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回らないように、インク流量を多くすることができる。

このように、第１変形例によれば、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力（弁体７２の上流側の圧力）が低いほど、すなわちインク流量が多いほど、流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力（弁体７２の上流側の圧力）を高くすることによって、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力を一定にする場合においても、ノズルＮ内のメニスカスの破壊を抑制しつつ、インク流量を多くすることができる。

また、第１実施形態では、液体吐出ヘッド２０内に形成するインク流量を徐々に多くする場合を例示したが、これに限られず、図１０に示す第１実施形態の第２変形例のように、送液ポンプＰを定流量のメカニカルポンプなどで構成し、インク流量が一定になるようにしてもよい。図１０は、第１実施形態の第２変形例においてインクの流れが形成される流路の圧力変化を示すグラフであり、インクの流れが形成される流路の各位置における圧力を直線で近似したものである。図１０のグラフｙｂは、第２変形例による流入流路３３の導入口ＤＩ１が正圧の場合の圧力変化を示し、グラフｙｃは、比較例による流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力が「０」の場合の圧力変化を示す。グラフｙｂとグラフｙｃは、インク流量（グラフｙｂとグラフｙｃの傾き）が同じである。

定流量のメカニカルポンプを送液ポンプＰとして用いる場合は、大流量のメカニカルポンプを用いるほど、インク流量を多くすることができる。ところが、図１０の比較例のグラフｙｃのように、大流量のメカニカルポンプほど、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力が低くなり、「ノズル形成領域」の負圧が増大してメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回り、メニスカスが破壊され易くなってしまう。したがって、流入流路３３の導入口ＤＩ１を加圧しなければ、大流量のメカニカルポンプを送液ポンプＰとして用いることができない。

この点、第２変形例によれば、図１０のグラフｙｃのように流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力が「０」または負圧の場合には「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回ってしまうほど流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力が低くなるような大流量のメカニカルポンプでも、図１０のグラフｙｂのように流入流路３３の導入口ＤＩ１を加圧して正圧にすることで、「ノズル形成領域」の負圧を緩和できる。したがって、「ノズル形成領域」の圧力がメニスカス耐圧（−Ｖ）を下回らないように、インク流量を多くすることができる。

このように、第２変形例によれば、定流量のメカニカルポンプを送液ポンプＰとして用い場合に、メカニカルポンプの流量が多いほど、流入流路３３を加圧して圧力を高くすることによって、大流量のメカニカルポンプを用いても、ノズルＮ内のメニスカスの破壊を抑制できる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。第１実施形態に係る液体吐出ヘッド２０の流路構成では、弁体７２の下流側の圧力に応じて弁体７２が開動作する弁装置７０を備える場合を例示したが、第２実施形態に係る液体吐出ヘッド２０の流路構成は、弁体７２の下流側の圧力に関わらず、外力によっても弁体７２を開動作できるようにした弁装置７０を備える場合を例示する。

図１１は、第２実施形態に係る液体吐出ヘッド２０の流路構成を示す図であり、図４に対応する。図１１の弁装置７０は、下流側の圧力と大気圧との差圧で開動作するとともに、外力によって強制的に開動作（強制開動作）させることができる。大気圧室ＲＣには袋状体７３が設置される。袋状体７３は、ゴム等の弾性材料で形成された袋状の部材である。袋状体７３は、気体流路Ａを介してポンプ３０に接続される。本実施形態のポンプ３０は、気体流路Ａの加圧と減圧が可能なポンプであり、典型的には空圧ポンプで構成される。ポンプ３０は、加圧用と減圧用とを兼用する１つのポンプで構成してもよく、また加圧用のポンプと減圧用のポンプに分けて構成してもよい。ポンプ３０は、制御装置１２からの指示に応じて複数のシーケンスから選択されたシーケンスにより駆動される。複数のシーケンスには、気体流路Ａに空気を供給する加圧シーケンスと、気体流路Ａから空気を吸引する減圧シーケンスとが含まれる。加圧シーケンスによって気体流路Ａが加圧（空気が供給）されることで袋状体７３は膨張し、減圧シーケンスによって気体流路Ａが減圧（空気が吸引）されることで袋状体７３は収縮する。

袋状体７３が収縮した状態では、下流側流路Ｒ２内の圧力が所定の範囲内に維持されている場合には、弁体７２がバネＳｐに付勢されて上方（Ｚ方向の負側）に押しつけられ、上流側流路Ｒ１と下流側流路Ｒ２とが遮断される。他方、液体吐出ヘッド２０によるインクの吐出や吸引に起因して下流側流路Ｒ２内の圧力が低下して所定の負圧になると、弁体７２が開動作する。

また、ポンプ３０による加圧で袋状体７３を膨張させることで、袋状体７３からの外力によって、下流側流路Ｒ２内の負圧（差圧）に関わらずに可撓膜７１を変形させて弁体７２を強制的に開動作させることができる。すなわち、ここでの外力による弁体７２の開動作とは、下流側流路Ｒ２内の負圧（差圧）に関わらず、外力で弁体７２を強制的に開動作（強制開動作）させることによって、流入流路３３を開くことである。なお、ポンプ３０による圧力の他に、加圧ゴムによる押圧力、カムによる押圧力を外力として可撓膜７１を変形させて弁体７２を強制開動作させるようにしてもよい。

このような本実施形態の流路構成によれば、送液ポンプＰを駆動することによって、弁体７２の下流側が減圧され、弁体７２の開動作により流入流路３３が開くので、液体容器１４のインクを流入流路３３から共通液室ＳＲを通って流出流路３５に流れるインクの流れを形成することができる。具体的には、図４の弁装置７０と同様に、送液ポンプＰを駆動すると、流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力が低下して負圧になるので、流出流路３５に共通液室ＳＲを介して連通する下流側流路Ｒ２の圧力も負圧になる。その負圧と大気圧との差圧によって可撓膜７１が変形し、所定の負圧になると弁体７２が開く。これにより、弁体７２が開動作して流入流路３３が開くので、液体容器１４のインクは、流入流路３３から共通液室ＳＲを通って流出流路３５に流れ、排出流路３６を介して廃液タンク５０に排出される。

ところで、本実施形態のように弁体７２よりも下流側の負圧と大気圧とに基づいて弁体７２を開動作させるだけでは、インク流量が少ない場合や弁体７２よりも下流側の圧力が小さい場合には、弁体７２が可動し難くなるため、弁体７２の開動作が不安定になる虞がある。弁体７２の開動作が不安定になると、液体吐出ヘッド２０内に形成されるインクの流れも不安定になり、液体の成分の沈殿などの抑制効果が低減してしまう。

そこで、第２実施形態では、弁体７２の下流側の負圧に応じて開動作する弁体７２を、外力によって強制開動作させて流入流路３３を開くことによって、流入流路３３から共通液室ＲＳを通って流出流路３５に流れるインクの流れを形成する。これによれば、インク流量が少なくて弁体７２の開動作が不安定になる場合に、ポンプ３０による外力で強制的に可撓膜７１を変形させて弁体７２を強制的に開動作させることによって、インクの流れを形成することができる。これにより、インク流量に応じて弁体７２の開動作を補助することができる。したがって、液体吐出ヘッド２０内にインクの流れを形成する際の弁体７２の開動作を安定させることができる。また、インク流量に応じてポンプ３０を駆動して第２制御を行うことで、ポンプ３０を常に駆動させて流れを形成する場合に比較して、ポンプ３０の負担を軽減できる。

次に、このようなインクの流れを形成するための液体吐出装置１０の制御方法について説明する。図１２は、第２実施形態においてインクの流れを形成するための液体吐出装置１０の制御方法を示すフローチャートである。図１２では、弁体７２の下流側の負圧に応じた弁体７２の開動作で流入流路３３を開くことによって、流入流路３３から共通液室ＳＲを通って流出流路３５に流れるインクの流れを形成する制御を第１制御とする。また、ポンプ３０での外力による弁体７２の強制開動作で流入流路３３を開くことによって、流入流路３３から共通液室ＳＲを通って流出流路３５に流れるインクの流れを形成する制御を第２制御とする。図１３は、第１制御による弁体７２の開動作を説明するための図であり、図１４は、第２制御による弁体７２の強制開動作を説明するための図である。なお、図１２のステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２７、Ｓ２８はそれぞれ、図７のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

図１２に示すように、先ず制御装置１２は、ステップＳ２１にて第１制御で弁体７２を開動作させて、ステップＳ２２にて流出流路３５を減圧することで、弁体７２を開いて共通液室ＳＲにインクの流れを形成する。具体的には、送液ポンプＰを駆動して流出流路３５の導出口ＤＯ２の圧力（下流側流路Ｒ２の圧力）を負圧にすることで、その負圧と大気圧との差圧による可撓膜７１の変形により弁体７２を開動作させて流入流路３３を開く。これにより、図１３に示すように弁体７２が開いて、流入流路３３から共通液室ＳＲを通って流出流路３５に流れるインクの流れが形成される。そして、流出流路３５の導出口ＤＯ２の負圧が大きくなるほど、インク流量が増える。

次にステップＳ２３にて制御装置１２は、インク流量が所定の第１閾値を上回るか否かを判断する。具体的には、検出器３７によって検出される流出流路３５のインク流量が第１閾値を上回るか否かを判断する。制御装置１２は、ステップＳ２３にてインク流量が第１閾値を上回ると判断した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ２４にて流入流路３３を加圧してステップＳ２５の処理に移る。具体的には、加圧機構１４２により加圧して流入流路３３の導入口ＤＩ１の圧力を高くする。このようにすることで、流量を多くできると共に、メニスカス耐圧（−Ｖ）を下回らないようにすることができる。したがって、液体吐出ヘッド内に形成するインクの流れの流量を多くしても、ノズルＮ内の負圧の増大によるメニスカスの破壊を抑制できる。

制御装置１２は、ステップＳ２３にてインク流量が第１閾値を上回らないと判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ２５にてインク流量が第２閾値を下回るか否かを判断する。具体的には、検出器３７によって検出される流出流路３５のインク流量が所定の第２閾値を下回るか否かを判断する。第２閾値は、その第２閾値を下回ると弁体７２の開動作が不安定になるような流量である。具体的には例えばベタ吐出（吐出デューティーが１００％）の流量の略３０％〜５０％以下の流量である。ここでの吐出デューティーとは、単位時間当たりの可能最大インク吐出量に対する吐出するインク量の割合である。弁体７２の開動作が不安定になる流量は、装置の種類や個体差、インクの種類によってもばらつきがあるので、流量を変えてインクの流れを形成して弁体７２の開動作が不安定になる流量を測定し、その測定結果に基づいて閾値を決定するようにしてもよい。

制御装置１２は、ステップＳ２５にてインク流量が第２閾値を下回ると判断した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ２６にて第２制御で弁体７２を強制開動作させて、共通液室ＳＲにインクの流れを形成して、ステップＳ２７にてインク流量が目標流量か否かを判断する。具体的には図１４に示すように、ポンプ３０を駆動して袋状体７３を膨張させて可撓膜７１を変形させることにより弁体７２を強制的に開動作させて流入流路３３を開く。このように、インク流量が所定の閾値を下回る場合、すなわち第１制御では弁体７２の開動作が不安定になる場合には、第２制御で弁体７２を強制的に開動作させて流入流路３３を開くので、第１制御による弁体７２の開動作を第２制御によって補助することができる。したがって、共通液室ＳＲにインクの流れを形成する際の弁体７２の開動作を安定させることができる。ステップＳ２７にてインク流量が目標流量でないと制御装置１２が判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ２１に戻って流出流路３５をさらに減圧してインク流量を多くする。

また、制御装置１２は、ステップＳ２５にてインク流量が第２閾値を下回らないと判断した場合（ＮＯ）にも、ステップＳ２７にてインク流量が目標流量か否かを判断する。この場合には、制御装置１２は、第１制御での弁体７２を開動作により、インク流量が目標流量か否かを判断し、ステップＳ２７にてインク流量が目標流量でないと判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ２１に戻って流出流路３５をさらに減圧してインク流量を多くする。

制御装置１２は、ステップＳ２７にてインク流量が目標流量であると判断した場合（ＹＥＳ）は、ステップＳ２８にてインクの流れの形成を終了するか否かを判断する。制御装置１２は、ステップＳ２８にてインクの流れの形成を終了しないと判断した場合（ＮＯ）は、ステップＳ２５の処理に戻る。ステップＳ２５の処理に戻ることで、制御装置１２は、インクの流れの形成を終了するまで、インク流量を監視する。ステップＳ２８にてインクの流れの形成を終了すると判断した場合（ＹＥＳ）は、送液ポンプＰを停止してインクの流れを形成する制御を終了する。

このように、第２実施形態の制御によれば、流出流路３５においてインク流量を検出器３７で検出することによって、インク流量を直接的に検出できる。したがって、検出器３７で検出した流量に基づいて第２制御を行うことで、第２制御による弁体７２の強制開動作を的確に行うことができる。なお、流入流路３３に検出器３７を設けて検出したインク流量に応じて第２制御による弁体７２の強制開動作を行うようにしてもよい。また、検出器３７でインクの圧力を検出する場合には、検出したインクの圧力に応じて第２制御による弁体７２の強制開動作を行うようにしてもよい。流出流路３５において圧力を検出することによって、インク流量を間接的に検出できる。したがって、検出した圧力に基づいて第２制御を行うことで、第２制御による弁体７２の強制開動作を的確に行うことができる。

また、第２実施形態の制御によれば、第１制御による下流側の負圧に応じた弁体７２の開動作では、インク流量が少なくて弁体７２が不安定になり易い場合には、第２制御によって外力で弁体７２を強制的に開動作させることによって流入流路３３を開いてインクの流れを形成する。これにより、弁体７２の開動作を安定させることができる。また、インク流量が少ない場合に流量を増大させて弁体７２を開動作させずに済む。このため、図４の流路構成のように、インクの流れを形成したインクを廃液タンク５０に廃棄する場合においても、インク流量を増大させて弁体７２を開動作させる場合に比較して、廃棄するインクの量を大幅に抑制できる。

なお、液体吐出ヘッド２０のメンテナンス時において、液体吐出ヘッド２０にキャップ２４２で封止する前に、すなわち液体吐出ヘッド２０とキャップ２４２とを離間させた状態で、第１制御と第２制御とによるインクの流れを形成する。これによれば、液体吐出ヘッド２０とキャップ２４２とを接触させた状態でインクの流れを形成する場合に比較して、インクの流れを形成する際にキャップ２４２に付着した液滴等によりノズルＮのメニスカスが破壊されないようにすることができる。したがって、キャップ２４２による封止後にノズルＮのメニスカスを回復する動作を行わなくても済む。

上述した各実施形態では、流出流路３５を負圧にし、流入流路３３の圧力（弁体７２の上流側の圧力）を正圧にした場合を例示したが、これに限られず、流出流路３５の圧力と流入流路３３の圧力（弁体７２の上流側の圧力）との両方が、負圧または正圧であってもよい。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について説明する。第２実施形態では、液体吐出ヘッド２０内に流れを形成するインクを廃液タンク５０に排出する場合を例示したが、第３実施形態では、液体吐出ヘッド２０内に流れを形成するインクを液体容器１４に戻して循環させる場合を例示する。

図１５は、第３実施形態に係る液体吐出ヘッド２０の流路構成を説明するための図である。図１５の流路構成では、流出流路３５の導出口ＤＯ２に循環流路３８が接続される。循環流路３８は、流出流路３５の導出口ＤＯ２から排出されるインクを、液体容器１４に戻すための流路である。図１５の送液ポンプＰは、循環流路３８に設けられる。なお、本実施形態の送液ポンプＰは、チューブポンプ、ギアポンプなどのような定流量のメカニカルポンプであり、加圧機構１４２の圧力（空気圧）によってインクが逆流しない程度の耐圧を有する。

図１５の流路構成によれば、図１１の流路構成と同様に、第１制御として送液ポンプＰを駆動することで弁体７２を開動作させて、流入流路３３が開くことができる。また、第２制御としてポンプ３０を駆動することで弁体７２を強制的に開動作させて、流入流路３３が開くことができる。図１５の構成では、流入流路３３が開くと、液体容器１４のインクは、流入流路３３から共通液室ＳＲを通って流出流路３５に流れ、循環流路３８を介して液体容器１４に戻る。

図１５の流路構成によっても、図１２の制御を行うことができる。また、図１５の流路構成によれば、弁体７２の下流側の負圧に応じて開動作する弁体７２を、外力によって強制開動作させて流入流路３３を開くことによって、流入流路３３から共通液室ＲＳを通って流出流路３５に流れるインクの流れを形成することができる。これにより、第１制御によって開動作する弁体７２を、インク流量が少ない場合のように弁体７２の動作が不安定になる場合には第２制御によって強制開動作させることができる。したがって、図１５の流路構成によっても、液体吐出ヘッド２０内にインクの流れを形成する際の弁体７２の動作を安定させることができる。また、図１５の流路構成によれば、液体吐出ヘッド２０内に流れを形成するインクを液体容器１４に戻して循環させるから、流れを形成したインクを廃棄しなくて済むので、インクの無駄な消費を低減できる。

上述した各実施形態では、流出流路３５を負圧にし、流入流路３３の圧力（弁体７２の上流側の圧力）を正圧にした場合を例示したが、これに限られず、流出流路３５の圧力と流入流路３３の圧力（弁体７２の上流側の圧力）との両方が、負圧または正圧であってもよい。

＜変形例＞
以上に例示した態様および実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示や上述の態様から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）上述した実施形態では、液体吐出ヘッド２０を搭載したキャリッジ１８をＸ方向に沿って反復的に往復させるシリアルヘッドを例示したが、液体吐出ヘッド２０を媒体１１の全幅にわたり配列したラインヘッドにも本発明を適用可能である。

（２）上述した実施形態では、圧力室に機械的な振動を付与する圧電素子を利用した圧電方式の液体吐出ヘッド２０を例示したが、加熱により圧力室の内部に気泡を発生させる発熱素子を利用した熱方式の液体吐出ヘッドを採用することも可能である。

（３）上述した実施形態で例示した液体吐出装置１０は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置１０の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等を形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、液体の一種として生体有機物の溶液を吐出するチップ製造装置としても利用される。

１０…液体吐出装置、１１…媒体、１２…制御装置、１４…液体容器、１４２…加圧機構、１５…搬送機構、１８…キャリッジ、２０…液体吐出ヘッド、２２…メンテナンスユニット、２４…キャッピング機構、２４２…キャップ、３０…ポンプ、３１…供給流路、３２…上流側流路部材、３３…流入流路、３４…下流側流路部材、３５…流出流路、３６…排出流路、３７…検出器、３８…循環流路、４８１…流路基板、４８１Ａ…開口部、４８１Ｂ…分岐流路、４８１Ｃ…連通流路、４８２…圧力室基板、４８２Ａ…開口部、４８３…振動板、４８４…圧電素子、４８４…各圧電素子、４８５…筐体部、４８６…封止体、４８７…ノズル板、４８８…緩衝板、５０…廃液タンク、７０…弁装置、７１…可撓膜、７１Ａ…第１面、７１Ｂ…第２面、７２…弁体、７３…袋状体、Ａ…気体流路、ＤＩ１…導入口、ＤＩ２…導入口、ＤＯ１…導出口、ＤＯ２…導出口、Ｇ−Ｇ…仮想線、Ｈ…非印字領域、Ｌ１…第１ノズル列、Ｌ２…第２ノズル列、Ｍ…ノズル形成領域、Ｎ…ノズル、Ｐ…送液ポンプ、Ｒｉｎ…流入口、Ｒｏｕｔ…流出口、Ｒ１…上流側流路、Ｒ２…下流側流路、ＲＣ…大気圧室、ＲＳ…共通液室、Ｓｐ…バネ、ＳＣ…圧力室、ＳＲ…共通液室。

Claims (12)

1. 液体吐出装置の制御方法であって、
   前記液体吐出装置は、
   液体が流通する内部空間を備え、前記内部空間の液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記内部空間に液体を流入する流入流路と、
   前記内部空間の液体を流出する流出流路と、
   前記流入流路を開閉する弁体と、を具備し、
   前記弁体の下流側の負圧に応じた前記弁体の開動作で前記流入流路を開いて、前記流入流路から前記内部空間を通って前記流出流路に流れる液体の流れを形成し、その液体の流れの流量が多いほど、前記弁体の上流側の圧力を高くする
   液体吐出装置の制御方法。
2. 前記流出流路を減圧して前記弁体を開動作させる
   請求項１に記載の液体吐出装置の制御方法。
3. 前記液体吐出装置は、前記弁体を動作させるための可撓膜を備え、
   前記可撓膜は、前記弁体より下流側の前記流入流路の一部を形成する第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有し、前記第１面側の圧力と前記第２面側の圧力との差圧に応じた前記可撓膜の変形により前記弁体を開動作させる
   請求項１または請求項２に記載の液体吐出装置の制御方法。
4. 前記可撓膜の第２面に外力を付与することによって、前記差圧に関わらずに前記可撓膜を変形させて前記弁体を開動作させる
   請求項３に記載の液体吐出装置の制御方法。
5. 前記液体吐出装置は、前記液体吐出ヘッドに接触させて前記ノズルを封止するキャップを備え、
   前記液体吐出ヘッドと前記キャップとを離間させた状態で、前記弁体の下流側の負圧に応じた前記弁体の開動作で前記流入流路を開いて、前記流入流路から前記内部空間を通って前記流出流路に流れる液体の流れを形成する
   請求項１から請求項４の何れかに記載の液体吐出装置の制御方法。
6. 前記流入流路の圧力と前記流出流路の圧力とのうち少なくとも一方を段階的に変える
   請求項１から請求項５の何れかに記載の液体吐出装置の制御方法。
7. 液体が流通する内部空間を備え、前記内部空間の液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドと、
   前記内部空間に液体を流入する流入流路と、
   前記内部空間の液体を流出する流出流路と、
   前記流入流路を開閉する弁体と、を具備し、
   前記弁体の下流側の負圧に応じた前記弁体の開動作で前記流入流路を開いて、前記流入流路から前記内部空間を通って前記流出流路に流れる液体の流れを形成し、その液体の流れの流量が多いほど、前記弁体の上流側の圧力を高くする
   液体吐出装置。
8. 前記流出流路を減圧して前記弁体を動作させる
   請求項７に記載の液体吐出装置。
9. 前記液体吐出装置は、前記弁体を動作させるための可撓膜を備え、
   前記可撓膜は、前記弁体より下流側の前記流入流路の一部を形成する第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有し、前記第１面側の圧力と前記第２面側の圧力との差圧に応じた前記可撓膜の変形により前記弁体を開動作させる
   請求項７または請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 前記可撓膜の第２面に外力を付与することによって、前記差圧に関わらずに前記可撓膜を変形させて前記弁体を開動作させる
    請求項９に記載の液体吐出装置。
11. 前記液体吐出ヘッドに接触させて前記ノズルを封止するキャップを備え、
    前記液体吐出ヘッドと前記キャップとを離間させた状態で、前記弁体の下流側の負圧に応じた前記弁体の開動作で前記流入流路を開いて、前記流入流路から前記内部空間を通って前記流出流路に流れる液体の流れを形成する
    請求項７から請求項１０の何れかに記載の液体吐出装置。
12. 前記流入流路の圧力と前記流出流路の圧力とのうち少なくとも一方を変えることによって、前記液体の流れの流量を変える
    請求項７から請求項１１の何れかに記載の液体吐出装置。
    

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