JP2022098229A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の循環流路を切り替え可能である小型の液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置を提供する。【解決手段】液体吐出装置は、素子基板に液体を供給または回収する第１の流路７３および第２の流路７４と、第１または第２の流路に液体を供給する循環供給流路７５と、第１または第２の流路から液体を回収する循環回収流路７６と、各流路間の連通と遮断とを制御する複数の開閉弁機構２５，２６，７１，７２とを有する。開閉弁機構は、流路間に位置する開口７７，７８，８７，８８と、開口を開閉可能な封止部７９，８０，８９，９０と、封止部を開口に近づける方向または遠ざける方向に付勢する付勢部材４０，８４と、付勢部材の付勢力に抗して封止部を移動させる移動機構とを有する。移動機構によって少なくとも２つの開閉弁機構の封止部をともに移動させて当該少なくとも２つの開閉弁機構の開閉を制御する。【選択図】図６

Description

本発明は液体吐出装置に関する。

液体吐出装置の液体吐出ヘッドには、内部の流路に液体を充填する初期充填動作や、増粘した液体や流路内の気泡を吐出口から排出する回復動作のために、液体の供給を制御する制御弁を有するものがある。特許文献１には、気体室内の気体の加圧により膨張した可撓性部材が制御弁を押圧して制御弁を強制的に開くことができる構成が開示されている。

また、流路内の気泡の排出や、吐出口近傍の液体の増粘防止を目的として、液体吐出ヘッド内の液体を流動させる循環型の液体吐出装置がある。循環型の液体吐出装置は、液体吐出ヘッドと液体収容容器との間で液体を循環させることにより、液体吐出ヘッドの吐出不良を招くおそれがある気泡を液体とともに液体収容容器に回収することができる。特許文献２には、流路を切替えて、圧力調整ユニットを介さずに液体吐出ヘッドへのインクの供給や回復動作が可能な構成が開示されている。

特開２０１９－１４２１０７号公報 特許第６２５６６９２号公報

特許文献１に記載されているような制御弁（開閉弁機構）を４つ用いて、特許文献２に記載されているような循環流路を切り替え可能な構成を実現する場合、４つの気体室が必要であり、液体吐出ヘッドの体積が大きくなる。特に、色の異なる複数の液体を吐出する液体吐出ヘッドでは、液体の数（液体の色の数）に応じて多数の切り替え機構をキャリッジに搭載する必要がある。しかし、液体吐出ヘッドを搭載したキャリッジを走査する液体吐出装置において、キャリッジに搭載する部材は小型かつ軽量であることが好ましい。例えば、切り替え機構を構成する開閉弁機構の大きさがキャリッジの動きに影響を与える可能性があるため、開閉弁機構は小型であることが好ましい。

そこで本発明の目的は、液体の循環流路を切り替え可能である小型の液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置を提供することである。

本発明の液体吐出装置は、液体を吐出する素子基板に液体を供給または回収する第１の流路および第２の流路と、前記第１の流路または前記第２の流路に液体を供給する循環供給流路と、前記第１の流路または前記第２の流路から液体を回収する循環回収流路と、各流路間の連通と遮断とを制御する複数の開閉弁機構と、を有し、前記開閉弁機構は、流路間に位置する開口と、前記開口を開閉可能な封止部と、前記封止部を前記開口に近づける方向または遠ざける方向に付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記封止部を移動させる移動機構と、を有し、前記移動機構によって少なくとも２つの前記開閉弁機構の前記封止部をともに移動させて当該少なくとも２つの開閉弁機構の開閉を制御することを特徴とする。

本発明によると、液体の循環流路を切り替え可能である小型の液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態の液体吐出装置の要部の概略斜視図とブロック図である。 図１に示す液体吐出装置の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 図１に示す液体吐出装置の流路を示す断面図である。 図１に示す液体吐出装置の流路を示すブロック図である。 図１に示す液体吐出装置の液体循環ユニットの斜視図と正面図と断面図である。 本発明の第１の実施形態の三方弁の断面図と正面図である。 本発明の第２の実施形態の三方弁の断面図である。 本発明の第３の実施形態の三方弁の断面図である。 本発明の第４の実施形態の液体吐出装置の流路を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に記載される実施形態は、本発明を限定するものではない。例えば、以下に記載される各実施形態では、発熱素子により気泡を発生させて液体を吐出するサーマル方式の液体吐出ヘッドが採用されているが、ピエゾ方式やその他の各種の液体吐出方式が採用された液体吐出ヘッドにも本発明を適用することができる。

［第１の実施形態］
（液体吐出装置の説明）
本発明の第1の実施形態の液体吐出装置について図１～６を参照して説明する。図１（ａ）は、本実施形態の液体吐出ヘッド１を含む液体吐出装置５０の要部の概略斜視図であり、図１（ｂ）は、その液体吐出装置５０の制御系のブロック図である。本実施形態の液体吐出装置５０は、液体吐出ヘッド１からインクなどの液体を吐出して記録媒体Ｐに画像や文字や模様等を記録するシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、液体吐出ヘッド１はインクジェット記録ヘッドである。液体吐出ヘッド１はキャリッジ５３に搭載されており、キャリッジ５３は、キャリッジモータ３０３（図１（ｂ）参照）によって駆動され、ガイド軸５１に沿って主走査方向（図１（ａ）の矢印Ｘ方向）に移動可能である。キャリッジ５３にはガイド５９が接続されている。ガイド５９は電気配線や配管を含んでおり、液体吐出に必要な電気信号や液体や空気がガイド５９を介してキャリッジ５３へ供給される。液体吐出装置５０は搬送ローラ５５，５６，５７，５８を有している。搬送ローラ５５，５６，５７，５８は、搬送モータ３０４（図１（ｂ）参照）によって駆動されて、記録媒体Ｐを主走査方向と交差する（本実施形態では直交する）副走査方向（図１（ａ）の矢印Ｙ方向）に搬送することができる。

液体吐出ヘッド１は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４色の液体（インク）を用いたフルカラー印刷が可能である。液体吐出ヘッド１に設けられているエネルギー発生素子は、電気配線基板６（図２参照）から入力される電気信号に応じてヘッドドライバ１Ａ（図１（ｂ）参照）によって駆動され、吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する。液体吐出ヘッド１は液体循環ユニット５４を有しており、液体循環ユニット５４は、液体を、後述する素子基板２００を通して循環させる。

液体吐出装置５０には、液体吐出ヘッド１の吐出口形成面に対向可能な位置であって記録媒体Ｐの搬送路から外れた位置に、キャップ部材（図示せず）が配置されている。記録媒体Ｐへの記録を行わない時には、キャップ部材が液体吐出ヘッド１の吐出口形成面を覆う位置に相対的に移動し、吐出口の乾燥を抑制するとともに、液体の充填や回復動作のために吸引を行なう。

図１（ｂ）に示すように、液体吐出装置５０は、ＣＰＵ（制御部）３００とＲＯＭ３０１とＲＡＭ３０２とを有している。ＣＰＵ３００は、ＲＯＭ３０１に格納された処理手順等のプログラムに基づいて液体吐出装置５０の各部分を制御し、ＲＡＭ３０２は、それらの処理を実行するワークエリアなどとして用いられる。ＣＰＵ３００は、液体吐出装置５０の外部のホスト装置（コンピュータ）４００から送られた画像データに基づいて、ヘッドドライバ１Ａを制御する。また、ＣＰＵ３００は、モータドライバ３０３Ａを介してキャリッジモータ３０３を制御してキャリッジ５３を移動させるとともに、モータドライバ３０４Ａを介して搬送モータ３０４を制御して記録媒体Ｐを搬送させる。

（液体吐出ヘッドの説明）
図２は、第１の実施形態の液体吐出ヘッド１を示す分解斜視図である。図３は、液体吐出装置の流路を示す断面図である。液体吐出ヘッド１は、液体循環ユニット５４と吐出ユニットとを含む。吐出ユニットは、主に、素子基板２００と、電気配線部材５と、電気配線基板６と、第１の支持部材４と、第２の支持部材７と、を有し、液体循環ユニット５４から供給された記録用の液体（インク）を記録媒体Ｐに吐出する。液体吐出ヘッド１は、図示しない位置決め部材および電気接点によってキャリッジ５３に固定的に支持されている。液体吐出ヘッド１は、キャリッジ５３とともに走査方向（図１（ａ）の矢印Ｘ方向）に走査されつつ、記録媒体Ｐに液体を吐出することにより記録を行う。

液体吐出装置５０は、図１（ａ）に模式的に示しているように、液体を収容するタンク２と、タンク２に接続された液体供給チューブ１７と、液体供給チューブ１７の途中に設けられているポンプ２１と、を有している。液体供給チューブ１７は、ガイド５９の一部を構成している。液体供給チューブ１７の、タンク２との接続部と反対側の端部には、液体コネクタ（図示せず）が設けられている。液体吐出装置５０のキャリッジ５３に液体吐出ヘッド１が搭載されると、液体コネクタと、液体吐出ヘッド１の筐体に設けられたコネクタ挿入口（図示せず）とが気密に接続される。そして、ポンプ２１の作用によって、タンク２内の液体が液体供給チューブ１７を介して液体吐出ヘッド１に供給される。本実施形態の液体吐出ヘッド１は４種類の液体を吐出可能であり、各液体に対応して液体供給チューブ１７およびコネクタ挿入口がそれぞれ設けられ、液体毎に供給路が形成されている。

図２に示すように、液体吐出ヘッド１の吐出ユニットは、２つの素子基板（吐出モジュール）２００と、第１の支持部材４と、第２の支持部材７と、電気配線部材（電気配線テープ）５と、電気配線基板６と、を含む。素子基板２００は厚さ０．５～１ｍｍのシリコン基板からなり、具体的には、図３に示すように、吐出口形成部材２００ａと、吐出口形成部材２００ａと重なり合う基板２００ｂとを有している。吐出口形成部材２００ａは、基板２００ｂとの間に圧力室２００ｃを構成する複数の凹部と、各圧力室２００ｃにそれぞれ連通して外部に開口する複数の吐出口２００ｄとを備えている。基板２００ｂは、各圧力室２００ｃにそれぞれ対応して配置され、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する複数のエネルギー発生素子２００ｅを備えている。本実施形態においてはエネルギー発生素子２００ｅとして発熱抵抗素子（ヒータ）が用いられ、各エネルギー発生素子２００ｅに電力を供給する電気配線（図示せず）が成膜技術により基板２００ｂ上に形成されている。さらに、基板２００ｂには、各圧力室２００ｃに連通する貫通孔である個別供給流路１８と個別回収流路１９とが設けられている。吐出口形成部材２００ａおよび基板２００ｂの各流路、凹部、吐出口等は、フォトリソグラフィ技術によって形成することができる。

素子基板２００は、液体供給路および液体回収路を備えている第１の支持部材４に接着されて固定されている。第１の支持部材４には、液体吐出ヘッド１から吐出する液体の種類（色）毎にそれぞれ液体供給路および液体回収路が設けられている。図３に示す断面には、２つの液体供給路４ａが存在するが、図３とは異なる断面位置に、他の液体供給路や液体回収路が存在する。第１の支持部材４は、供給孔８ａおよび回収孔８ｂを有するジョイント部材８を介して、複数の液体循環ユニット５４が接続されている。本実施形態では、４色の液体を用いるため４つの液体循環ユニット５４が設けられ、ジョイント部材８には４つの供給孔８ａと４つの回収孔８ｂが設けられ、第１の支持部材４には４つの液体供給路４ａと４つの液体回収路（図示せず）が設けられている。液体供給路４ａおよび液体回収路は、圧力室２００ｃに連通する幅の狭い部分から、供給孔８ａおよび回収孔８ｂと同程度の幅で供給孔８ａおよび回収孔８ｂと連通する幅の広い部分まで、流路の幅が変化している。各色の液体毎に、液体循環ユニット５４から供給孔８ａと液体供給路４ａと個別供給流路１８とを通って圧力室２００ｃに至り、圧力室２００ｃから個別回収流路１９と液体回収路と回収孔８ｂとを通って液体循環ユニット５４へ戻る循環路が構成されている。後述する順方向の液体循環時には、このように液体が循環する。ただし、逆方向の液体循環時には、反対に液体が流れる。すなわち、液体循環ユニット５４から回収孔８ｂと液体回収路と個別回収流路１９とを通って圧力室２００ｃに至り、圧力室２００ｃから個別供給流路１８と液体供給路４ａと供給孔８ａとを通って液体循環ユニット５４へ戻るように液体が循環する。

第１の支持部材４に第２の支持部材７が接合されている。第２の支持部材７には開口が設けられており、この開口内に素子基板２００が位置し、素子基板２００と第２の支持部材７とは重なり合わない。第２の支持部材７は電気配線部材５を保持している。電気配線部材５は素子基板２００に電気的に接続されており、素子基板２００に、液体吐出用の電気信号を印加する。図示しないが、素子基板２００と電気配線部材５との電気接続部分は、封止材により封止され、液体（例えばインク）による腐食や外部からの衝撃から保護されている。電気配線部材５の、素子基板２００との接続部と反対側の端部には、電気配線基板６が、異方性導電フィルム（図示せず）を介して熱圧着されるとともに電気的に接続されている。電気配線基板６は、液体吐出装置本体のＣＰＵ３００からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子（図示せず）を有する。

以上のような構成であるため、ポンプ２１の作用によってタンク２から液体循環ユニット５４に液体を供給し、さらに供給孔８ａと液体供給路４ａと個別供給流路１８とを介して圧力室２００ｃに液体を供給する。そして、ＣＰＵ３００から電気配線基板６および電気配線部材５を介して、素子基板２００のエネルギー発生素子２００ｅに選択的に電気信号を付与する。電気信号が付与されたエネルギー発生素子２００ｅが液体吐出のためのエネルギー、例えば熱エネルギーを発生させる。圧力室２００ｃ内の液体がエネルギーを受けて発泡し、発泡圧により吐出口２００ｄから液滴が吐出する。

この構成では、液体吐出時にエネルギー発生素子２００ｅが熱エネルギーを発生して液体を発泡させるため、液体吐出ヘッド１の温度が上昇する。特に、発色性の向上や乾燥時間の短縮などの目的で水分量の少ないインクを液体として用いる液体吐出装置５０においては、液体中の溶存酸素が析出することにより、気泡が発生して成長し易い。例えば、図３に示す個別回収流路１９の中で気泡が成長すると、液体の循環流に乗せて気泡を排出することができる。しかし、個別供給流路１８の中で気泡が成長すると、気泡が液体とともに圧力室２００ｃおよび吐出口２００ｄへ向かって進行し、圧力室２００ｃの内部、特に吐出口２００ｄの近傍で液体不足になり、液体を吐出できなくなってしまうおそれがある。前述した液体の循環路中で液体の脱気を行なってこの問題を回避することは可能であるが、脱気機構によって液体吐出装置５０が大型化するとともにコストが上昇する。そこで、本実施形態では液体の脱気を行うことなく吐出を行ない、気泡が成長して吐出ができなくなる前に、逆方向の液体循環を行う。それにより、個別供給流路１８の気泡を液体循環ユニット５４側に戻して、液体吐出に影響を与えない場所まで気泡を移動させ、前述した問題を回避可能になる。

（液体循環路の説明）
図４は、本実施形態の液体吐出装置の、１種類（１色）の液体の循環路を示す模式図である。図４（ａ）は順方向の循環路を示しており、図４（ｂ）は逆方向の循環路を示している。ここでいう順方向とは、通常の液体吐出動作において液体が循環する方向のことであり、泡抜け性や充填容易性や液体吐出時の温度分布などに基づいて任意に設定される。逆方向とは、順方向の反対の方向であり、液体吐出を行わない時に気泡の排出等を行うための液体循環の方向である。図１～２に示すような多色（例えば４色）の液体を吐出する液体吐出ヘッド１では、図４に示すような循環路が液体の数だけ設けられている。

図４では、順方向において素子基板２００に液体を供給する供給孔８ａおよび液体供給路４ａを第１の流路７３として示し、素子基板２００から液体を回収する液体回収路および回収孔８ｂを第２の流路７４として示している。本実施形態では、液体の循環路に４つの開閉弁機構２５，２６，７１，７２が設けられている。すなわち、液体循環ユニット５４の一部である循環供給流路７５および循環回収流路７６と、第１の流路７３および第２の流路７４とを、開閉弁機構２５，２６，７１，７２を介してそれぞれ接続している。循環供給流路７５と第１の流路７３とからなる液体流路中に第１の開閉弁機構２５が設けられ、循環供給流路７５と第２の流路７４とからなる液体流路中に第２の開閉弁機構７１が設けられている。循環回収流路７６と第１の流路７３とからなる液体流路中に第３の開閉弁機構７２が設けられ、循環回収流路７６と第２の流路７４とからなる液体流路中に第４の開閉弁機構２６が設けられている。これらの開閉弁機構２５，２６，７１，７２は、各流路間の連通と遮断とを制御する。すなわち、開閉弁機構２５，２６，７１，７２の開閉によって、循環供給流路７５および循環回収流路７６と第１の流路７３および第２の流路７４とのそれぞれの接続を個別に制御して、液体の循環方向を切り替えることができる。具体的には、第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６を開き、第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２を閉じることにより、順方向の液体循環を行う（図４（ａ）参照）。一方、第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２を開き、第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６を閉じることにより、逆方向の液体循環を行う（図４（ｂ）参照）。

本実施形態の液体吐出ヘッドで液体吐出を行う場合には、ポンプ２１の作動によりタンク２から液体吐出ヘッド１まで液体が加圧供給される。液体吐出ヘッド１に加圧供給された液体の中のごみがフィルタ２３によって除去され、液体の圧力が減圧弁２４で調整された後に、液体が循環供給流路７５に流入する。前述したように第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６を開き、第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２を閉じた状態で、第１の流路７３から素子基板２００に液体が供給される。そして、図３に示す素子基板２００の圧力室２００ｃに設けられたエネルギー発生素子２００ｅに電気信号が印加されると、吐出口２００ｄから液体が吐出する。圧力室２００ｃ内にあって吐出されなかった液体は、第２の流路７４から循環回収流路７６へ回収される。循環回収流路７６には循環ポンプ２７が接続されており、循環ポンプ２７によって循環回収流路７６からエアバッファ２９を介して循環供給流路７５へ液体が流入する。このようにして液体の順方向の循環が行なわれる。なお、循環ポンプ２７の下流に位置するエアバッファ２９は、ポンプの脈動や温度上昇に伴う圧力変動を低減して、吐出の安定化やインク漏れの抑制に寄与する。また、減圧弁２４と循環回収流路７６との間に差圧弁２８が設けられている。差圧弁２８は、例えば全ての吐出口２００ｄから液体を吐出した時の圧力低下による吐出への影響を抑制する。

このように、図４（ａ）に示す順方向の液体循環を行いながら液体吐出ヘッド１からの液体吐出を行う一方、液体の循環路内に気泡が発生した場合には、気泡を排出するために液体の循環方向を切り換える。すなわち、液体吐出を行わない状態にして、図４（ｂ）に示すように、エアポンプ２２を駆動して空気圧駆動流路３０に加圧空気を供給し、第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２を開き、第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６を閉じる。この状態で、ポンプ２１が作動すると、タンク２から液体吐出ヘッド１の循環回収流路７６に流入した液体が、第２の流路７４から素子基板２００の圧力室２００ｃに供給される。そして、圧力室２００ｃ内の液体は、第１の流路７３から循環供給流路７５へ回収される。このようにして、液体の逆方向の循環が行なわれる。液体の逆方向の循環により、特に循環供給流路７５や第１の流路７３に気泡等が存在する場合には、その気泡が圧力室２００ｃおよび吐出口２００ｄから遠ざけられ、液体が不吐出になることを抑えられる。なお、循環回収流路７６および第２の流路７４に気泡等が存在する場合には、通常の液体吐出に伴う順方向の液体循環によって気泡が圧力室２００ｃおよび吐出口２００ｄから遠ざけられる。通常の液体吐出に伴う順方向の液体循環では、圧力室２００ｃおよび吐出口２００ｄに接近する循環供給流路７５や第１の流路７３内の気泡が生じた場合に、液体の逆方向の循環を行って、その気泡を圧力室２００ｃおよび吐出口２００ｄから遠ざける。

後述するが、本実施形態の開閉弁機構２５，２６，７１，７２は空気圧で駆動可能であり、電磁弁に比べて振動の少ない切り替え動作が可能である。エアポンプ２２は空気圧駆動流路３０に加圧空気を供給して、４つの開閉弁機構２５，２６，７１，７２の開閉を制御する。液体の逆方向の循環路が構成されている場合には、液体吐出の前に順方向の循環路に戻すために４つの開閉弁機構２５，２６，７１，７２を通常の位置に復帰させる必要がある。そのために、各開閉弁機構２５，２６，７１，７２は大気に開放可能である必要がある。そこで、本実施形態では、複数の開閉弁機構を実質的に統合した構成の三方弁９２，９３を用いて、エアポンプ２２からの加圧空気供給状態と大気開放状態とを切替える構成にする。例えば、２つの開閉弁機構を統合した構成の三方弁を２つ配置する。具体的には、第１および第２の開閉弁機構２５，７１を統合した構成の第１の三方弁９２と、第３および第４の開閉弁機構７２，２６を統合した構成の第２の三方弁９３とを設ける。それにより、前述したように４つの開閉弁機構２５，２６，７１，７２を備えた構成を実現することができる。例えば、第１の三方弁９２が第１の開閉弁機構２５と第２の開閉弁機構７１とを含み、第１の開閉弁機構２５と第２の開閉弁機構７１の一方を開くと同時に他方を閉じる。そして、第２の三方弁９３が第３の開閉弁機構７２と第４の開閉弁機構２６とを含み、第３の開閉弁機構７２と第４の開閉弁機構２６の一方を開くと同時に他方を閉じる。図４では、理解しやすいように空気圧駆動流路３０が各開閉弁機構２５，２６，７１，７２へ空気を供給する構成を示しているが、後述するように開閉弁機構２５，２６，７１，７２の数よりも少ない圧力室２００ｃへ空気を供給する場合もある。

本実施形態の液体循環ユニット５４の詳細な構成は図５に示されている。図５（ａ）は１色分の液体循環ユニット５４の概略斜視図である。図５（ｂ）はその一部を透過した平面図である。図５（ｃ）は図５（ｂ）のＡ－Ａ線断面図である。図５（ｄ）は図５（ｂ）のＢ－Ｂ線断面図である。液体循環ユニット５４には、図４に示されている循環路および循環機構の主要部が設けられている。

図５（ａ），５（ｂ）に示す、タンク２から液体吐出ヘッド１への入口になる液体循環ユニット５４の流入口４５が、フィルタ２３を介して負圧調整用の減圧弁２４の一次側液室３３（図５（ｃ）参照）に接続されている。図５（ｄ）に示すように、減圧弁２４は一次側液室３３と二次側液室３４とを有し、一次側液室３３と二次側液室３４との連通部分に弁機構３５が設けられている。二次側液室３４を区画する壁の一部が可撓性フィルム３１からなり、可撓性フィルム３１に固定された受圧板３２に設けられた凸部３２ａが弁機構３５の弁棒を構成している。従って、流入口４５からフィルタ２３を介して一次側液室３３に供給された液体が二次側液室３４に流入すると、流入した液体に押されて可撓性フィルム３１が撓み変形しつつ受圧板３２が移動する。それに伴って凸部（弁棒）３２ａが一次側液室３３と二次側液室３４との間で進退し、弁機構３５の開度が調整される。この減圧弁２４の二次側液室３４に循環供給流路７５が接続されている。循環供給流路７５には循環ポンプ２７の吐出側が接続されている。循環ポンプ２７の吸引側には循環回収流路７６が接続されている。循環ポンプ２７は、ダイヤフラム３６に貼り付けられた圧電素子３７に駆動電圧が印加されると、ポンプ室３８の容積が変化し、その圧力変動により、吐出側と吸引側の２つの逆止弁３９が交互に動いて液体を送る、圧電ダイヤフラムポンプである。循環ポンプ２７の吐出側は、減圧弁２４の二次側液室３４に繋がるとともに、エアバッファ２９にも連通している。エアバッファ２９の一部はゴムからなり、ゴムの変形により圧力変動を吸収することができる。

循環ポンプ２７の吐出側に接続された循環供給流路７５には、第１の三方弁９２が設けられている。循環ポンプ２７の吸引側に接続された循環回収流路７６には、第２の三方弁９３が設けられている。本実施形態の２つの三方弁９２，９３は図３に示されている。詳細は後述するが、第１の三方弁９２および第２の三方弁９３は、空気圧により流路を切り替えることができ、装置本体のエアポンプ２２（図４参照）から空気供給口４４および空気圧駆動流路３０へ供給される加圧空気により駆動される。第１の三方弁９２は循環供給流路７５から供給された液体を、第１の流路７３または第２の流路７４へ流通させるように、図４における第１の開閉弁機構２５と第２の開閉弁機構７１の機能を有している。第２の三方弁９３は第１の流路７３または第２の流路７４から循環回収流路７６へ液体を回収させるように、図４における第３の開閉弁機構７２と第４の開閉弁機構２６の機能を有している。第１の流路７３は供給接続口４６からジョイント部材８の供給孔８ａに接続され、第２の流路７４は回収接続口４７からジョイント部材８の回収孔８ｂに接続されている。それにより、図３に示すように液体循環ユニット５４が素子基板２００に接続されて液体の循環路が形成されている。

図４（ａ），４（ｂ），５（ｂ），５（ｃ）に示すように、循環供給流路７５と循環回収流路７６との間には差圧弁２８が設けられている。液体吐出や循環ポンプ２７の駆動によって循環回収流路７６の圧力が低下すると、差圧弁２８が開いて、差圧が大きくなりすぎないようにすることで、吐出口２００ｄを適正な負圧に保つ。

（三方弁の説明）
図６は、三方弁９２，９３の動きを模式的に示した図である。図６（ａ），６（ｃ）は、第１の三方弁９２を示す、図５（ｂ）のＣ－Ｃ線断面図である。図６（ｂ），６（ｄ）は、第２の三方弁９３を示す、図５（ｂ）のＤ－Ｄ線断面図である。図６（ｅ）は２つの三方弁９２，９３を含む領域を示す正面図である。前述したように第１の三方弁９２は第１の開閉弁機構２５と第２の開閉弁機構７１の機能を有している。具体的には、第１の三方弁９２の第１の開口８７と第１の封止部８９とによって第１の開閉弁機構２５が構成され、第２の開口８８と第２の封止部９０とによって第２の開閉弁機構７１が構成されている。第１の開口８７は第１の流路７３と連通し、第２の開口８８は第２の流路７４と連通している。第１の開口８７と第２の開口８８との間に、循環供給流路７５と連通する開口６１が設けられている。第１の開口８７と第２の開口８８と開口６１とに対向してそれらを覆うことができる位置に、可撓性部材である可撓性フィルム８６が配置されている。可撓性フィルム８６はロッカー機構８３に接合されている。可撓性フィルム８６およびロッカー機構８３の一部が第１の封止部８９を構成し、他の一部が第２の封止部９０を構成している。従って、第１の封止部８９と第２の封止部９０とは、同じ部材（可撓性フィルム８６およびロッカー機構８３）の一部分と他の一部分のことである。ロッカー機構８３は、シャフト８３ａを中心として回転可能であり、付勢部材であるバネ８４によって第１の封止部８９が第１の開口８７から離れる方向に付勢されている。可撓性フィルム８６は、接液性やガス透過性に問題のないゴム材料で成形されることが好ましい。

同様に、第２の三方弁９３は第３の開閉弁機構７２と第４の開閉弁機構２６の機能を有している。具体的には、第２の三方弁９３の第３の開口７７と第３の封止部７９とによって第３の開閉弁機構７２が構成され、第４の開口７８と第４の封止部８０とによって第４の開閉弁機構２６が構成されている。第３の開口７７は第１の流路７３と連通し、第４の開口７８は第２の流路７４と連通している。第３の開口７７と第４の開口７８との間に、循環回収流路７６と連通する開口６２が設けられている。第３の開口７７と第４の開口７８と開口６２とに対向してそれらを覆うことができる位置に、可撓性部材である可撓性フィルム８１が配置されている。可撓性フィルム８１はロッカー機構４１に接合されている。可撓性フィルム８１およびロッカー機構４１の一部が第３の封止部７９を構成し、他の一部が第４の封止部８０を構成している。ロッカー機構４１は、シャフト４１ａを中心として回転可能であり、付勢部材であるバネ４０によって第４の封止部８０が第４の開口７８から離れる方向に付勢されている。可撓性フィルム８１は、接液性やガス透過性に問題のないゴム材料で成形されることが好ましい。

可撓性フィルム８６およびロッカー機構８３が設けられている空間と可撓性フィルム８１およびロッカー機構４１が設けられている空間とに重なるように、加圧室９１が設けられている。加圧室内には可撓性部材である可撓性フィルム８２が配置されており、可撓性フィルム８２に押圧板４２が接合されている。図６（ａ）に示す初期状態では、加圧室内の圧力は大気圧であり、可撓性フィルム８２および押圧板４２に付勢力が加わっていない。この時、第１の開閉弁機構２５を構成する第１の開口８７と第１の封止部８９とが離れており、循環供給流路７５が第１の流路７３と連通して液体が流通可能である。この場合、循環供給流路７５と第１の流路７３とを連通させる液体流路（連通路）を区画する壁の一部が可撓性フィルム８６で構成される。一方、第２の開閉弁機構７１を構成する第２の開口８８と第２の封止部９０とが接触して封止された閉状態になっている。循環供給流路７５と第２の流路７４とは連通せず液体は流通しない。

この初期状態において第２の三方弁９３は、図６（ｂ）に示すように、第４の開閉弁機構２６を構成する第４の開口７８と第４の封止部８０とが離れており、循環回収流路７６が第２の流路７４と連通して液体が流通可能である。この時、循環回収流路７６と第２の流路７４とを連通させる液体流路（連通路）を区画する壁の一部が可撓性フィルム８１で構成されている。一方、第３の開閉弁機構７２を構成する第３の開口７７と第３の封止部７９とが接触して封止された閉状態になっている。循環回収流路７６と第１の流路７３とは連通せず液体は流通しない。

図６（ａ），６（ｂ）に示す初期状態において、エアポンプ２２からの加圧空気が加圧室９１に導入されると、空気圧により可撓性フィルム８２および押圧板４２は図６（ａ），６（ｂ）の下方へ移動する。図６（ｃ）に示すように押圧板４２の押圧部８５がロッカー機構８３を押し下げて、ロッカー機構８３はバネ８４の付勢力に抗して回転する。それにより、第１の封止部８９が第１の開口８７を封止して、第１の開閉弁機構２５が閉じる。一方、ロッカー機構８３の回転により第２の封止部９０が第２の開口８８から離れ、循環供給流路７５と第２の流路７４とが連通して第２の開閉弁機構７１が開く。このように、第１の三方弁９２を駆動するための移動機構は、主にロッカー機構８３、押圧部８５、押圧板４２、可撓性フィルム８２からなり、この移動機構によって第１の開閉弁機構２５と第２の開閉弁機構７１とが同時に駆動される。なお、ロッカー機構８３が収容される空間を区画する壁の一部であって、ロッカー機構８３の上下に位置する規制部９２ａ，９２ｂが、ロッカー機構８３のシャフト８３ａを中心とした回転運動の範囲を規定する。すなわち、図６（ａ）に示す状態では、第２の封止部９０が第２の開口８８を塞ぐ位置でロッカー機構８３が規制部９２ａによって保持される。図６（ｂ）に示す状態では、第１の封止部８９が第１の開口８７を塞ぐ位置でロッカー機構８３が規制部９２ｂによって保持され、それ以上に過剰な回転をしないように規制されている。

また、可撓性フィルム８２および押圧板４２が図６の下方へ移動すると、図６（ｄ）に示すように押圧板４２の押圧部４３がロッカー機構４１を押し下げて、ロッカー機構４１はバネ４０の付勢力に抗して回転する。それにより、第４の封止部８０が第４の開口７８を封止して、第４の開閉弁機構２６が閉じる。一方、ロッカー機構４１の回転により第３の封止部７９が第３の開口７７から離れ、循環回収流路７６と第１の流路７３とが連通して第３の開閉弁機構７２が開く。第２の三方弁９３を駆動するための移動機構は、主にロッカー機構４１、押圧部４３、押圧板４２、可撓性フィルム８２からなり、この移動機構によって第３の開閉弁機構７２と第４の開閉弁機構２６とが同時に駆動される。ロッカー機構４１が収容される空間を区画する壁の一部であって、ロッカー機構４１の上下に位置する規制部９３ａ，９３ｂが、ロッカー機構４１のシャフト８３ａを中心とした回転運動の範囲を規定する。すなわち、図６（ｂ）に示す状態では、第３の封止部７９が第３の開口７７を塞ぐ位置でロッカー機構４１が規制部９３ａによって保持される。図６（ｄ）に示す状態では、第４の封止部８０が第４の開口７８を塞ぐ位置でロッカー機構４１が規制部９３ｂによって保持され、それ以上に過剰な回転をしないように規制されている。

第１の三方弁９２および第２の三方弁９３の移動機構を構成する押圧板４２を、図６（ｅ）に示している。押圧板４２は可撓性フィルム８２に取り付けられており、第１の三方弁９２を駆動するための押圧部８５と、第２の三方弁９３を駆動するための押圧部４３とが設けられている。従って、加圧室９１内を加圧することで、押圧板４２は第１の三方弁９２と第２の三方弁９３とを同時に駆動する。換言すると、１つの加圧室９１を加圧することで、第１の開閉弁機構２５、第２の開閉弁機構７１、第３の開閉弁機構７２、および第４の開閉弁機構２６の、４つの開閉弁機構を同時に駆動できる。

各三方弁９２，９３の寸法は、封止部８９，９０，７９，８０が開口８７，８８，７７，７８を確実に閉じることができ、かつ開閉弁機構２５，７１，７２，２６を開いた時の液体流路（連通路）の流抵抗が大きくなりすぎないような大きさに選択される。例えばロッカー機構８３，４１の長さが２０ｍｍ、幅が５ｍｍ程度、高さが１ｍｍであるとすると、押圧部８５，４３のストロークは１ｍｍ程度でよい。また、液体流路内の圧力を最大－５ｋＰａとすると、バネ８４，４０は０．５Ｎ以上のバネ力を有することが好ましい。さらに、押圧板４２の受圧部が例えば直径１０ｍｍの円形である場合、２０ｋＰａ以上の圧力で受圧部を加圧すると、ロッカー機構８３，４１は１．５７Ｎ以上の力で押圧されて弁の開閉の切り替えが行われる。

本実施形態では、第１の三方弁９２が第１の開閉弁機構２５と第２の開閉弁機構７１の機能を有しており、第２の三方弁９３が第３の開閉弁機構７２と第４の開閉弁機構２６の機能を有しているが、この構成に限定されるものではない。たとえば、第１の三方弁９２が第１の開閉弁機構２５と第３の開閉弁機構７２の機能を有しており、第２の三方弁９３が第２の開閉弁機構７１と第４の開閉弁機構２６の機能を有している構成であってもよい。

以上説明したように、本発明を適用した液体吐出装置においては、主に加圧室９１と可撓性フィルム８２と押圧板４２とからなる１つの移動機構で、複数の開閉弁機構２５，７１，７２，２６の開閉を制御することが可能である。そのため、キャリッジ５３に搭載する液体吐出ヘッド１の液体循環ユニット５４を小型化することができる。また、ロッカー機構８３，４１を用いることで、確実に２つの開閉弁機構の開閉切り替えを行なう三方弁９２，９３を構成することができる。

［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、主に三方弁９２，９３の構成が第１の実施形態と異なっているので、主にその相違点について説明する。その他の点は第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。図７は、本実施形態の第１の三方弁９２と第２の三方弁９３を模式的に示している。図７（ａ）に示す本実施形態の第１の三方弁９２は、循環供給流路７５から連通する第１の開口８７と第２の開口８８を有している。第１の開口８７は、加圧室９１を介して第１の流路７３に接続されている。第２の開口８８は、弁室９９を介して第２の流路７４に接続されている。加圧室９１には外部開口６３が設けられている。循環供給流路７５と第１の流路７３と第２の流路７４と外部開口６３とは、第１の三方弁９２の外部に開口している。

第１の実施形態と同様に、第１の三方弁９２では、第１の開口８７と第１の封止部８９とによって第１の開閉弁機構２５が構成され、第２の開口８８と第２の封止部９０とによって第２の開閉弁機構７１が構成されている。第１の開閉弁機構２５と第２の開閉弁機構７１とは、循環供給流路７５を挟んで対向している。加圧室９１内に位置する第１の封止部８９と、弁室９９内に位置する第２の封止部９０とは連結部９４によって連結されて一体的に移動可能である。加圧室９１内には可撓性フィルム１０１が配置され、この可撓性フィルム１０１に第１の封止部８９が取り付けられている。同様に、弁室９９内には可撓性フィルム１０２が配置され、この可撓性フィルム１０２に第２の封止部９０が取り付けられている。弁室９９内の第２の封止部９０は、付勢部材であるバネ８４によって付勢されている。そして、加圧室９１と弁室９９との間に位置する第１の開口８７および第２の開口８８を通って延びる連結部９４が、第１の封止部８９と第２の封止部９０とを連結している。可撓性フィルム１０１は、循環供給流路７５から第１の開口８７および加圧室９１を通って第１の流路７３に至る液体流路を区画する壁の一部を構成している。同様に、可撓性フィルム１０２は、循環供給流路７５から第２の開口８８および弁室９９を通って第２の流路７４に至る液体流路を区画する壁の一部を構成している。外部開口６３は加圧室９１内の第１の封止部８９と対向している。

図７（ｂ）に示す第２の三方弁９３も、第１の三方弁９２と実質的に同じ構成であり、第４の開閉弁機構２６と第３の開閉弁機構７２とが、循環回収流路７６を挟んで対向している。第２の三方弁９３の第３の開口７７、弁室１００、第３の封止部７９は、第１の三方弁９２の第２の開口８８、弁室９９、第２の封止部９０と実質的に同じ構成である。第２の三方弁９３の第４の開口７８、加圧室９１、第４の封止部８０は、第１の三方弁９２の第１の開口８７、加圧室９１、第１の封止部８９と実質的に同じ構成である。弁室１００内に位置する第３の封止部７９と、加圧室９１内に位置する第４の封止部８０とは連結部９５によって連結されて一体的に移動可能である。弁室１００内には可撓性フィルム９７が配置され、この可撓性フィルム９７に第３の封止部７９が取り付けられている。弁室１００内の第３の封止部７９は、付勢部材であるバネ９８によって付勢されている。加圧室９１内には可撓性フィルム９６が配置され、この可撓性フィルム９６に第４の封止部８０が取り付けられている。可撓性フィルム９６は、循環回収流路７６から第４の開口７８および加圧室９１を通って第２の流路７４に至る液体流路を区画する壁の一部を構成している。同様に、可撓性フィルム９７は、循環回収流路７６から第３の開口７７および弁室１００を通って第１の流路７３に至る液体流路を区画する壁の一部を構成している。外部開口６４が加圧室９１内の第４の封止部８０と対向している。

初期状態では、第１の三方弁９２のバネ８４の付勢力が、連結部９４によって連結されて一体化している第１の封止部８９および第２の封止部９０に加わり、第１の封止部８９が第１の開口８７から離れて位置し、第１の開閉弁機構２５が開いている。そして、第２の封止部９０が第２の開口８８を塞いで、第２の開閉弁機構７１が閉じている。同様に、第２の三方弁９３のバネ９８の付勢力が、連結部９５によって連結されて一体化している第３の封止部７９および第４の封止部８０に加わり、第４の封止部８０が第４の開口７８から離れて位置し、第４の開閉弁機構２６が開いている。そして、第３の封止部７９が第３の開口７７を塞いで、第３の開閉弁機構７２が閉じている。

第１の三方弁９２の外部開口６３と第２の三方弁９３の外部開口６４とに流体（例えば加圧空気）が流入すると、第１の三方弁９２の加圧室９１内の第１の封止部８９と、第２の三方弁９３の加圧室９１内の第４の封止部８０とが同時に加圧される。第１の封止部８９が流体に加圧されると、第１の封止部８９と連結部９４と第２の封止部９０とが一体的に移動する。その結果、第１の封止部８９が第１の開口８７を塞いで、第１の開閉弁機構２５が閉じる。同時に、第２の封止部９０が第２の開口８８から離れて、第２の開閉弁機構７１が開く。また、第４の封止部８０が流体に加圧されると、第４の封止部８０と連結部９５と第３の封止部７９とが一体的に移動する。その結果、第４の封止部８０が第４の開口７８を塞いで、第４の開閉弁機構２６が閉じる。同時に、第３の封止部７９が第３の開口７７から離れて、第３の開閉弁機構７２が開く。このようにして、４つの開閉弁機構を駆動して液体の循環方向の切り替えを行うことができる。

本実施形態でも、第１の三方弁９２の外部開口６３と第２の三方弁９３の外部開口６４とに同時に流体を流入させて、４つの開閉弁機構２５，７１，７２，２６を同時に駆動することが可能である。従って、キャリッジ５３に搭載する液体吐出ヘッド１の液体循環ユニット５４をさらに小型化することができる。特に、第１の三方弁９２の外部開口６３と第２の三方弁９３の外部開口６４とが隣接して並べて配置されていると、流体の流入による４つの開閉弁機構２５，７１，７２，２６の同時駆動が容易にできる。本実施形態では回転可能なロッカー機構が不要であり、部品点数が少なく製造が容易である。

［第３の実施形態］
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、主に三方弁９２，９３の構成が第１～２の実施形態と異なっているので、主にその相違点について説明する。その他の点は第１～２の実施形態と同様であるため説明を省略する。図８（ａ）は本実施形態の第１の三方弁９２を模式的に示しており、図８（ｂ）は第２の三方弁９３を模式的に示している。本実施形態の第１の三方弁９２は、第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６とを構成している。第２の三方弁９３は、第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２とを構成している。第１の三方弁９２が第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６とを含み、第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６とを同時に開閉する。第２の三方弁９３が第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２とを含み、第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２とを同時に開閉する。すなわち、第１の三方弁９２が第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６を開くと同時に、第２の三方弁９３が第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２とを閉じる。第１の三方弁９２が第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６を閉じると同時に、第２の三方弁９３が第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２とを開く。

第１の三方弁９２は、循環供給流路７５と連通する加圧室９１を有し、加圧室９１に連通する第１の開口８７は、液室６７を介して第１の流路７３に連通している。また、第１の三方弁９２は、循環回収流路７６と連通する加圧室９１を有し、加圧室９１に連通する第４の開口７８は、液室６８を介して第２の流路７４に連通している。第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６とにまたがる加圧室９１には、外部に開口する外部開口６５が設けられている。加圧室９１全体に亘って延びる可撓性フィルム１１６が設けられており、可撓性フィルム１１６に押圧部１１５が取り付けられている。押圧部１１５は外部開口６５と対向している。循環供給流路７５と循環回収流路７６と第１の流路７３と第２の流路７４と外部開口６５は、第１の三方弁９２の外部に開口している。

加圧室９１内に第１の封止部８９が位置しており、可撓性フィルム１１３によって保持されている。第１の封止部８９は第１の開口８７と対向し、付勢部材であるバネ１１１によって第１の開口８７から離れる方向に付勢されている。同様に、加圧室９１内に第４の封止部８０が位置しており、可撓性フィルム１１４によって保持されている。第４の封止部８０は第４の開口７８と対向し、付勢部材であるバネ１１２によって第４の開口７８から離れる方向に付勢されている。そして、加圧室９１内の押圧部１１５に、第１の封止部８９と第４の封止部８０が当接している。従って、初期状態では、バネ１１１，１１２の付勢力によって、第１の封止部８９、第４の封止部８０、押圧部１１５が一体的に、第１の開口８７および第４の開口７８から離れた位置にある。その結果、第１の開口８７および第４の開口７８が第１の封止部８９および第４の封止部８０に塞がれずに開放され、循環供給流路７５と第１の流路７３とが連通するとともに、循環回収流路７６と第２の流路７４とが連通する。すなわち、図８（ａ）に示す初期状態において、第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６が開いている。

図８（ａ）に示すように第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６とが開いている状態で外部開口６５から流体が流入すると、可撓性フィルム１１６が変形しながら押圧部１１５とともに、第１の開口８７および第４の開口７８に近づく。それにより、第１の封止部８９および第４の封止部８０が第１の開口８７および第４の開口７８をそれぞれ塞ぎ、循環供給流路７５と第１の流路７３との連通と、循環回収流路７６と第２の流路７４との連通がそれぞれ解除されて遮断される。すなわち、図８（ａ）に示す初期状態から、第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６とが閉じた状態に移行する。

図８（ｂ）に示す第２の三方弁９３は、第１の三方弁９２と類似した構成であって、循環供給流路７５と連通する加圧室９１を有し、加圧室９１に連通する第２の開口８８は、弁室６９を介して第２の流路７４に連通している。また、加圧室９１は循環回収流路７６にも連通している。加圧室９１に連通する第３の開口７７は、弁室７０を介して第１の流路７３に連通している。加圧室９１には外部に開口する外部開口６６が設けられている。加圧室９１内に可撓性フィルム１１０が設けられ、可撓性フィルム１１０には押圧部１０９が取り付けられている。押圧部１０９は外部開口６６と対向している。循環供給流路７５と循環回収流路７６と第１の流路７３と第２の流路７４と外部開口６６とは、第２の三方弁９３の外部に開口している。

加圧室９１内に移動部材１０８が位置し、可撓性フィルム１１０によって保持されている。弁室６９内に第２の封止部９０が位置しており、可撓性フィルム１０６によって保持されている。移動部材１０８と第２の封止部９０とは、第２の開口８８を貫通する連結部１１８によって連結されている。第２の封止部９０は第２の開口８８と対向し、付勢部材であるバネ１０４によって第２の開口８８に近づく方向に付勢されている。同様に、加圧室９１内に移動部材１０７が位置し、可撓性フィルム１２３によって保持されている。弁室７０内に第３の封止部７９が位置しており、可撓性フィルム１０５によって保持されている。移動部材１０７と第３の封止部７９とは、第３の開口７７を貫通する連結部１１９によって連結されている。第３の封止部７９は第３の開口７７と対向し、付勢部材であるバネ１０３によって第３の開口７７に近づく方向に付勢されている。

加圧室９１内の押圧部１０９に、移動部材１０８と移動部材１０７が当接している。バネ１０４，１０３の付勢力によって、可撓性フィルム１０６，１０５が変形し第２の封止部９０および第３の封止部７９が第２の開口８８および第３の開口７７に当接する。その結果、第２の封止部９０および第３の封止部７９が第２の開口８８および第３の開口７７をそれぞれ塞ぎ、循環供給流路７５と第２の流路７４との連通と、循環回収流路７６と第１の流路７３との連通が解除されて遮断されている。すなわち、図８（ｂ）に示す初期状態において、第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２が閉じている。

図８（ｂ）に示すように第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２とが閉じている状態で外部開口６６から流体が流入すると、可撓性フィルム１１０が変形しながら押圧部１０９とともに、第２の開口８８および第３の開口７７に近づく。それにより、移動部材１０８と移動部材１０７とにそれぞれ連結された第２の封止部９０および第３の封止部７９が、バネ１０４，１０３の付勢力に抗して第２の開口８８および第３の開口７７からそれぞれ離れる。その結果、第２の開口８８および第３の開口７７が第２の封止部９０および第３の封止部７９に塞がれずに開放され、循環供給流路７５と第２の流路７４とが連通するとともに、循環回収流路７６と第１の流路７３とが連通する。すなわち、図８（ｂ）に示す初期状態から、第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２が開いている状態に移行する。

本実施形態の三方弁９２，９３は、１つの押圧部１１５，１０９によって２つの開閉弁機構を同時に開閉できるため、小型化と高効率化が図れる。しかも、押圧部１１５，１０９の移動を外部開口６５，６６からの流体の流入によって行うことができるため、開閉弁機構の開閉を容易に行える。例えば１つのエアポンプ２２に連結された空気圧駆動流路３０から２つの三方弁９２，９３のそれぞれの外部開口６５，６６に同時に流体を流入させるようにすると、さらに作業効率が向上する。図８（ａ）に示す構成では、初期状態で２つの開閉弁機構２５，２６が開いており、押圧部１１５の移動によってそれらを同時に閉じることができる。一方、図８（ｂ）に示す構成では、初期状態で２つの開閉弁機構７１，７２が閉じており、押圧部１０９の移動によってそれらを同時に開くことができる。従って、図４に示す液体循環ユニット５４に採用して、第１の開閉弁機構２５と第４の開閉弁機構２６とを含む三方弁９２を図８（ａ）に示す構成にし、第２の開閉弁機構７１と第３の開閉弁機構７２とを含む三方弁９３を、図８（ｂ）に示す構成にしている。それにより、液体循環ユニット５４における順方向の液体循環と、逆方向の液体循環とを容易に切り換えることができる。

また、第１および第２の三方弁９２，９３の全ての開閉弁機構２５，７１，７２，２６を閉じていわゆるチョーククリーニングを実施することが容易にできる。チョーククリーニングでは、４つの開閉弁機構２５，７１，７２，２６を全て閉じて、液体吐出ヘッド１の吐出口形成面をキャップして吸引することにより、液体流路中の負圧を大きくする。その後に、４つの開閉弁機構２５，７１，７２，２６を全て開くことで、液体を流入させるとともに空気を吐出口２００ｄから排出させる。これにより、液体の初期充填時の気泡残りを低減でき、また液体流路中の気泡を排出する回復動作を行なうことができる。このように、本実施形態の三方弁９２，９３では、全ての開閉弁機構２５，７１，７２，２６を同時に閉じたり開いたりすることができる。そして、液体循環ユニット５４を小型化することができる。

［第４の実施形態］
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態は、主に液体循環ユニット５４の構成が第１の実施形態と異なっているので、主にその相違点について説明する。その他の点は第１～３の実施形態と同様であるため説明を省略する。図９は本実施形態の液体吐出装置の循環構成を示している。

この液体吐出装置５０はライン型の液体吐出ヘッド１を有している。ライン型の液体吐出ヘッド１は、例えばエネルギー発生素子２００ｅが１５個並べて配置されており、Ａ３サイズ用紙の記録幅全域に対して１回のスキャンで記録可能であり、高速の印刷が可能である。ライン型の液体吐出ヘッド１では、エネルギー発生素子２００ｅの数に比例して循環する液体の量が多く、また、全ての吐出口２００ｄから同時に液体吐出した時の吐出量が多い。そこで、全ての吐出口２００ｄから液体吐出した時の圧力低下に対応するために、減圧弁２４と素子基板２００の回収流路との間に差圧弁を配置するのではなく、回収側に減圧弁６０を設けて循環回収流路７６の圧力を制御している。ポンプ２１の作用によりタンク２から弁１２２を介して液体吐出ヘッド１に供給される液体が、素子基板２００を通って循環される。そして、エアポンプ２２から弁１２０，１２１を介して液体吐出ヘッド１に供給される加圧空気によって、開閉弁機構２５，２６，７１，７２の開閉を制御して液体の循環方向を決定する。

また、１５個のエネルギー発生素子２００ｄに液体を供給および回収するため、液体の液体流路が長くて容積が大きく、さらに減圧弁２４，６０を備えているため、吸引等の回復に長い時間がかかる。そこで、液体吐出に直接大きな影響を与えるエネルギー発生素子２００ｄの近傍において確実に回復処理を行うために、全ての開閉弁機構２５，７１，７２，２６を閉じた後に開いてチョーククリーニングを行うことが好ましい。そのためには、前述した第３の実施形態の三方弁９２，９３を採用することが特に好適である。

このように、ライン型の液体吐出ヘッド１において、空気圧など流体の圧力を用いて駆動される開閉弁機構２５，７１，７２，２６を用いて循環流路を切替える構成であるため、液体吐出ヘッド１に搭載される液体循環ユニット５４を小型化できる。そして、液体吐出装置本体の液体供給構成を簡略化した循環方向切替え機構を実現することができる。

前述した各実施形態のように、本発明の液体吐出装置は、第１の流路７３および第２の流路７４と、循環供給流路７５および循環回収流路７６のそれぞれの流路間の連通と遮断とを制御する複数（例えば４つ）の開閉弁機構２５，７１，７２，２６を有している。各開閉弁機構２５，７１，７２，２６は、流路間に位置する開口８７，８８，７７，７８と、開口８７，８８，７７，７８を開閉可能な封止部８９，９０，７９，８０を有している。さらに、封止部８９，９０，７９，８０を開口８７，８８，７７，７８に近づける方向または遠ざける方向に付勢する付勢部材（例えばバネ１０３，１０４，１１１、１１２）が設けられている。さらに、付勢部材１０３，１０４，１１１、１１２の付勢力に抗して封止部８９，９０，７９，８０を移動させる移動機構が設けられている。移動機構によって少なくとも２つの開閉弁機構の封止部をともに移動させて、その少なくとも２つの開閉弁機構の開閉を制御する。具体的には、移動機構は、加圧室９１と、加圧室９１内に位置する可撓性部材（例えば可撓性フィルム８２，１１０，１１６）と、可撓性部材８２，１１０，１１６に取り付けられている押圧部４３，８５と、を含む。加圧室９１内において加圧された可撓性部材８２，１１０，１１６が撓み変形しつつ押圧部４３，８５が封止部８９，９０，７９，８０を押圧する。

ただし、図７に示す第２の実施形態のように、移動機構が、加圧室９１と加圧室９１内に位置する可撓性部材１０１，９６と、を含み、可撓性部材１０１，９６に封止部８９，８０が取り付けられており、押圧部が設けられていない構成にすることもできる。この構成では、加圧室９１内において加圧された可撓性部材１０１，９６が撓み変形しつつ封止部８９，８０が移動する。

このように、本発明の液体吐出装置では、１つの移動機構で少なくとも２つの開閉弁機構の開閉を制御するため、開閉弁機構毎に個別の移動機構を設ける必要がない。従って、液体循環ユニット５４の構成を簡略化でき、液体吐出ヘッド１全体の小型化が可能である。特に、液体循環ユニット５４の循環供給流路７５と循環回収流路７６とは循環ポンプ２７を介して接続されていると、素子基板２００および複数の開閉弁機構２５，７１，７２，２６が搭載されたキャリッジ５３において容易に液体の循環を行なうことができる。

さらに、加圧室９１内の可撓性部材８２，１１０，１１６，１０１，９６の加圧を、加圧室９１内への流体（好ましくは加圧空気）の導入によって行うと、封止部８９，９０，７９，８０の移動を容易に行うことができる。そして、可撓性部材８２，１１０，１１６，１０１，９６が、加圧室９１を区画する壁の一部を構成していると、加圧室９１内への流体の導入によって可撓性部材８２，１１０，１１６，１０１，９６の加圧を行う構成を簡単に実現できる。また、開閉弁機構２５，７１，７２，２６を介して接続されている流路の間の液体流路を区画する壁の一部を可撓性部材８１，８６，９６，９７，１０１，１０２，１０４，１０５，１１３，１１４から構成すると、開閉制御を容易に行うことができる。

なお、前述した各実施形態は、吐出口２００ｄの近傍の液体を流動させる構成であるが、共通流路の液体のみを流動させる構成であってもよい。さらに、ポンプや圧力調整機構等は、前述した構成と同等の機能を有するものであれば、それらに限定されるものではない。例えば液体の水頭差や液体のタンクの圧力制御により循環や圧力調整を行なうものであってもよい。前述した各実施形態では、開閉弁機構２５，７１，７２，２６を駆動するための空気の加圧用のエアポンプ２２は装置側に搭載されているが、小型のエアポンプをキャリッジ５３に搭載する構成でもよい。前述した各実施形態では、空気を用いた加圧によって開閉弁機構２５，７１，７２，２６を駆動しているが、これに限定されるものではない。空気以外の流体を用いた加圧や、減圧によって開閉弁機構２５，７１，７２，２６を駆動する構成であってもよい。また、開閉弁機構２５，７１，７２，２６の開閉動作を制御するための付勢部材は、コイルバネに限られず、板バネやその他の付勢部材であってもよい。

２５，２６，７１，７２ 開閉弁機構
４０，８４ バネ（付勢部材）
４３，８５，１０９，１１５ 押圧部（移動機構）
５０ 液体吐出装置
７３ 第１の流路
７４ 第２の流路
７５ 循環供給流路
７６ 循環回収流路
７７，７８，８７，８８ 開口
７９，８０，８９，９０ 封止部
８２，９６，１０１，１１０，１１６ 可撓性部材（移動機構）
９１ 加圧室（移動機構）
２００ 素子基板

Claims (19)

1. 液体を吐出する素子基板に液体を供給または回収する第１の流路および第２の流路と、前記第１の流路または前記第２の流路に液体を供給する循環供給流路と、前記第１の流路または前記第２の流路から液体を回収する循環回収流路と、各流路間の連通と遮断とを制御する複数の開閉弁機構と、を有し、
   前記開閉弁機構は、流路間に位置する開口と、前記開口を開閉可能な封止部と、前記封止部を前記開口に近づける方向または遠ざける方向に付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記封止部を移動させる移動機構と、を有し、
   前記移動機構によって少なくとも２つの前記開閉弁機構の前記封止部をともに移動させて当該少なくとも２つの開閉弁機構の開閉を制御することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記移動機構は、加圧室と、前記加圧室内に位置する可撓性部材と、前記可撓性部材に取り付けられている押圧部と、を含み、前記加圧室内において加圧された可撓性部材が撓み変形しつつ前記押圧部が前記封止部を押圧する、請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記移動機構は、加圧室と、前記加圧室内に位置する可撓性部材と、を含み、前記可撓性部材に前記封止部が取り付けられており、前記加圧室内において加圧された可撓性部材が撓み変形しつつ前記封止部が移動する、請求項１に記載の液体吐出装置。
4. 前記加圧室内に流体が導入されることによって、前記加圧室内の可撓性部材が加圧される請求項２または３に記載の液体吐出装置。
5. 前記加圧室内に導入される流体は加圧空気である、請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記可撓性部材が、前記加圧室を区画する壁の一部を構成している、請求項２から５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 前記開閉弁機構を介して接続されている前記流路の間の液体流路を区画する壁の一部が可撓性部材から構成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
8. 少なくとも２つの前記開閉弁機構の前記移動機構が一体化されて、少なくとも２つの前記開閉弁機構を含む弁が構成されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
9. 前記循環供給流路と前記第１の流路との間に位置する第１の開閉弁機構と、前記循環供給流路と前記第２の流路との間に位置する第２の開閉弁機構と、前記循環回収流路と前記第１の流路との間に位置する第３の開閉弁機構と、前記循環回収流路と前記第２の流路との間に位置する第４の開閉弁機構を有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
10. ２つの前記開閉弁機構を含む三方弁が２つ設けられている、請求項９に記載の液体吐出装置。
11. ２つの前記開閉弁機構のそれぞれの前記開口および前記封止部が、それぞれの前記開口と接続されている液体流路を挟んで対向している、請求項１０に記載の液体吐出装置。
12. 第１の三方弁が前記第１の開閉弁機構と前記第２の開閉弁機構とを含み、前記第１の開閉弁機構と前記第２の開閉弁機構の一方を開くと同時に他方を閉じ、第２の三方弁が前記第３の開閉弁機構と前記第４の開閉弁機構とを含み、前記第３の開閉弁機構と前記第４の開閉弁機構の一方を開くと同時に他方を閉じる、請求項１０または１１に記載の液体吐出装置。
13. 前記第１の三方弁が前記第１の開閉弁機構を開き前記第２の開閉弁機構を閉じると同時に、前記第２の三方弁が前記第４の開閉弁機構を開き前記第３の開閉弁機構を閉じ、前記第１の三方弁が前記第２の開閉弁機構を開き前記第１の開閉弁機構を閉じると同時に、前記第２の三方弁が前記第３の開閉弁機構を開き前記第４の開閉弁機構を閉じる、請求項１２に記載の液体吐出装置。
14. 前記封止部はシャフトを中心として回転可能なロッカー機構の一部である、請求項１２または１３に記載の液体吐出装置。
15. 前記ロッカー機構の回転運動の範囲を規制する規制部が設けられている、請求項１４に記載の液体吐出装置。
16. 第１の三方弁が前記第１の開閉弁機構と前記第４の開閉弁機構とを含み、前記第１の開閉弁機構と前記第４の開閉弁機構とを同時に開閉し、第２の三方弁が前記第２の開閉弁機構と前記第３の開閉弁機構とを含み、前記第２の開閉弁機構と前記第３の開閉弁機構とを同時に開閉する、請求項１０に記載の液体吐出装置。
17. 前記第１の三方弁が前記第１の開閉弁機構と前記第４の開閉弁機構を開くと同時に、前記第２の三方弁が前記第２の開閉弁機構と前記第３の開閉弁機構とを閉じ、前記第１の三方弁が前記第１の開閉弁機構と前記第４の開閉弁機構を閉じると同時に、前記第２の三方弁が前記第２の開閉弁機構と前記第３の開閉弁機構とを開く、請求項１６に記載の液体吐出装置。
18. 前記第１の開閉弁機構の前記付勢部材と前記第４の開閉弁機構の前記付勢部材はいずれも前記封止部を前記開口に近づける方向に付勢し、前記第２の開閉弁機構の前記付勢部材と前記第３の開閉弁機構の前記付勢部材はいずれも前記封止部を前記開口から遠ざける方向に付勢する、請求項１６または１７に記載の液体吐出装置。
19. 前記循環供給流路と前記循環回収流路とは循環ポンプを介して接続されており、前記素子基板および複数の前記開閉弁機構が搭載されたキャリッジにおいて液体の循環を行なう、請求項１から１８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
    

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