特開 2024-167790 液体吐出装置、液体吐出方法、物品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024167790

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】液体吐出装置、液体吐出方法、物品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20241127BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 141

B41J2/18

B41J2/175 113

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084114

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】永田 香子

(72)【発明者】

【氏名】星平 貴光

(72)【発明者】

【氏名】吉田 雄太郎

(72)【発明者】

【氏名】藤村 秀彦

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EA14

2C056FC01

2C056KA01

2C056KB04

2C056KB10

2C056KB14

2C056KB15

2C056KB16

2C056KB37

2C056KC02

2C056KC09

2C056KC15

(57)【要約】

【課題】吐出ヘッドと接続された液体容器を備える液体吐出装置において、液体容器内で固形成分が沈降しにくく、吐出ヘッドから安定して吐出を継続することが可能な液体吐出装置が求められていた。
【解決手段】、液体吐出部と、液体容器とを備え、前記液体容器は、貯留槽と、前記貯留槽に液体を注入する注入口と、前記貯留槽から前記液体を排出する排出口と、前記貯留槽において、前記貯留槽の底面から所定高さよりも上に配置された流路規定部と、を備え、前記液体容器は、前記所定高さよりも上に前記流路規定部の側面に沿って形成された主流路と、前記所定高さよりも下に前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との間に形成された副流路と、を備え、平面視において、前記液体が前記主流路を流れる方向と、前記液体が前記副流路を流れる方向は、互いに異なる、ことを特徴とする液体吐出装置である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体吐出部と、液体容器とを備え、
前記液体容器は、
貯留槽と、
前記貯留槽に液体を注入する注入口と、
前記貯留槽から前記液体を排出する排出口と、
前記貯留槽において、前記貯留槽の底面から所定高さよりも上に配置された流路規定部と、を備え、
前記液体容器は、
前記所定高さよりも上に前記流路規定部の側面に沿って形成された主流路と、
前記所定高さよりも下に前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との間に形成された副流路と、を備え、
平面視において、前記液体が前記主流路を流れる方向と、前記液体が前記副流路を流れる方向は、互いに異なる、
ことを特徴とする液体吐出装置。

【請求項2】

平面視において、前記主流路は、前記流路規定部の側面に沿った第一方向に前記液体を流動させる第１部分と、前記第一方向とは反対方向に前記液体を流動させる第２部分とを備え、前記第１部分と前記第２部分は前記流路規定部の端部と前記貯留槽の側壁との隙間を介して接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。

【請求項3】

前記流路規定部の端部と前記貯留槽の側壁との隙間の幅をＢとし、前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との距離をＣとした時、Ｃ＜Ｂを満足する、
ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。

【請求項4】

前記流路規定部の端部と前記貯留槽の側壁との隙間の幅をＢとし、前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との距離をＣとした時、Ｃ≦０．２×Ｂを満足する、
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。

【請求項5】

前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との距離をＣとした時、Ｃ≦１．０ｍｍである
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項6】

前記流路規定部は、前記貯留槽の長手方向に沿って延在している、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項7】

前記流路規定部は、前記貯留槽の短手方向に沿って延在している、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項8】

前記流路規定部は、少なくとも一部が前記貯留槽の側壁と接続している、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項9】

前記流路規定部は、少なくとも一部が前記液体容器の蓋部と接続している、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項10】

前記流路規定部は、少なくとも一部が前記貯留槽の底面と接続している、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項11】

平面視において、前記注入口と前記排出口とを結ぶ直線は、前記流路規定部と交差する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項12】

前記液体容器は、前記液体吐出部に前記液体を供給する液体容器である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項13】

鉛直方向において、前記注入口は前記排出口よりも高い位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１２に記載の液体吐出装置。

【請求項14】

前記液体容器は、前記液体吐出部から前記液体を回収する液体容器である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項15】

鉛直方向において、前記注入口は前記排出口よりも低い位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出装置。

【請求項16】

前記液体吐出部と前記液体容器は、前記液体を循環させる循環路に配置されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項17】

前記液体は、不溶性粒子を含むインクである、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項18】

前記流路規定部の主成分は、金属、セラミック、樹脂のいずれかである、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項19】

前記流路規定部の主成分は、前記貯留槽の主成分と同一である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項20】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置を用いて、前記液体吐出部から前記液体を吐出させる、
ことを特徴とする液体吐出方法。

【請求項21】

前記液体は、機能性薄膜あるいは機能素子を形成するための機能材料を含んだインクである、
ことを特徴とする請求項２０に記載の液体吐出方法。

【請求項22】

請求項２１に記載の液体吐出方法により、機能性薄膜あるいは機能素子の原料を含んだインクを基材に吐出する、ことを特徴とする物品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体吐出ヘッドと液体容器とを備えた液体吐出装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

いわゆるインクジェットプリンタ等の液体吐出装置の分野では、吐出ヘッドに供給する液体を一旦貯留するための液体容器を備える装置が知られている。

【0003】

特許文献１には、吐出ヘッドに供給するインクから気泡を分離するため、サブタンク内に仕切り壁を設けておき、サブタンク内をインクが蛇行して流れるようにした装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１－１９８３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年では、液体吐出装置を用いて、種々の液体を吐出させることが行われている。例えば、固体粒子等の固形成分を含む液体の場合には、固形成分が沈降しやすいため、沈降により液体の物性が変化すると吐出特性に影響を及ぼすことが問題となり得る。

【0006】

特許文献１に記載された方法によれば、サブタンク内でインクを蛇行させて流すことにより、インク中から気泡を分離する効果を発揮することが期待できる。しかしながら、蛇行させることによりサブタンク内におけるインクの流速が局所的に低下してインクが滞留しやすい箇所が生じるため、インクの固形成分がサブタンク内で沈降してしまう可能性が高くなる。固形成分が沈降すると、本来の物性から変化したインクが吐出ヘッドに供給されてしまうため、インクの吐出を安定して継続することができなくなる場合があった。

【0007】

そこで、吐出ヘッドと接続された液体容器を備える液体吐出装置において、液体容器内で固形成分が沈降しにくく、吐出ヘッドから安定して吐出を継続することが可能な液体吐出装置が求められていた。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一つの態様は、液体吐出部と、液体容器とを備え、前記液体容器は、貯留槽と、前記貯留槽に液体を注入する注入口と、前記貯留槽から前記液体を排出する排出口と、前記貯留槽において、前記貯留槽の底面から所定高さよりも上に配置された流路規定部と、を備え、前記液体容器は、前記所定高さよりも上に前記流路規定部の側面に沿って形成された主流路と、前記所定高さよりも下に前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との間に形成された副流路と、を備え、平面視において、前記液体が前記主流路を流れる方向と、前記液体が前記副流路を流れる方向は、互いに異なる、ことを特徴とする液体吐出装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、吐出ヘッドと接続された液体容器を備える液体吐出装置において、液体容器内で固形成分が沈降しにくく、吐出ヘッドから安定して吐出を継続することが可能な液体吐出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係るインク供給機構の模式図。

【図2】（ａ）第１循環路内でインクを循環させている状態を説明するための模式図。（ｂ）インクを吐出するノズル部分の一例を示す模式図。

【図3】上流側第２タンクの構成の一例を説明するための分解斜視図。

【図4】（ａ）図３に示すＡ－Ａ′に沿って切断した水平方向の断面図。（ｂ）図３に示すＢ－Ｂ′に沿って切断した鉛直方向の断面図。

【図5】図３に示すＣ－Ｃ′に沿って切断した鉛直方向の断面図。

【図6】（ａ）貯留槽内におけるインクの流れを説明するための模式図。（ｂ）貯留槽内におけるインクの流れを説明するための模式図。

【図7】実施形態の変形例を示す模式図。

【図8】（ａ）実施形態２に係る上流側第２タンクをＺ方向に沿って透視した平面図。（ｂ）実施形態２に係る上流側第２タンクをＸ方向に沿って透視した正面図。

【図9】実施形態２に係る上流側第２タンクをＹ方向に沿って透視した側面図。

【図10】（ａ）実施形態３に係る上流側第２タンクをＺ方向に沿って透視した平面図。（ｂ）実施形態３に係る上流側第２タンクをＸ方向に沿って透視した正面図。

【図11】実施形態３に係る上流側第２タンクをＹ方向に沿って透視した側面図。

【図12】（ａ）比較例についてのシミュレーションを示す図。（ｂ）実施例についてのシミュレーションを示す図。

【図13】（ａ）比較例１についてのシミュレーションを示す図。（ｂ）比較例２についてのシミュレーションを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図面を参照して、本発明の実施形態である液体吐出装置等について説明する。
尚、以下に示す実施形態は例示であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更して実施をすることができる。

【0012】

尚、以下の実施形態及び実施例の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の符号を付して示す要素は、同様の機能を有するものとする。図中において、同一の要素が複数個配置されている場合には、符号の付与及びその説明が省略される場合がある。

【0013】

また、図示および説明の便宜のために図面を模式的に表現する場合があるため、図面に記載された要素の形状、大きさ、配置などは、現実の物と厳密に一致しているとは限らない場合があるものとする。また、数値範囲を表す「ＸＸ以上ＹＹ以下」や「ＸＸ～ＹＹ」の記載は、特に断りのない限り、端点であるＸＸ（下限）及びＹＹ（上限）を含む数値範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。

【0014】

また、以下の説明において、例えばＸプラス方向と記す場合には、図示の座標系におけるＸ軸矢印が指すのと同じ方向を指し、Ｘマイナス方向と記す場合には、図示の座標系におけるＸ軸矢印が指す方向に対して１８０度反対の方向を指すものとする。また、単にＸ方向と記す場合には、図示のＸ軸矢印が指す向きとの異同は関係なく、Ｘ軸と平行な方向であることを指すものとする。Ｘ以外の方向についても、同様とする。

【0015】

本明細書では、重力方向を下向き、反重力方向を上向きと記載する場合がある。図面では、反重力方向がＺプラス方向になるように座標系を設定しており、相対的にＺ座標が大きな位置のことを高い位置、Ｚ座標が小さな位置のことを低い位置と呼ぶ場合がある。

【0016】

説明の便宜のため、Ｚ方向に沿って外観視または透視することを平面視、Ｘ方向に沿って外観視または透視することを正面視、Ｙ方向に沿って外観視または透視することを側面視、と呼ぶ場合がある。

【0017】

本明細書では、液体吐出装置において取扱う液体を「インク」と記載する場合があるが、実施形態に係るインクは文字や画像を形成するための記録材料を含んだ液体には限らない。例えば、電極や光学フィルタなどの機能性薄膜や、有機ＥＬ素子などの機能素子を形成するための機能材料を含んだ液体であってもよい。不溶性の固形成分を含んだ液体であってもよい。また、液体を吐出して対象物に付与することを「記録」と記載する場合があるが、ここでいう記録とは必ずしも文字や画像などの情報を記録することに限られるわけではない。例えば、機能性の薄膜、機能素子、三次元造形物、等の物品を製造するための原料を含んだ液体を対象物に付与することも含んでいる。また、液体を付与する対象物を「記録媒体」と記載する場合があるが、文字や画像などの情報を記録するための媒体に限られるわけではなく、機能性の薄膜、機能素子、三次元造形物、等の物品を製造するための基材となる部品（例えば基板）を含んでいる。

【0018】

［実施形態１］
（インク供給機構）
図１に示すインク供給機構の模式図を参照して、実施形態１に係る液体吐出装置のインク供給機構の構成と動作を説明する。インク供給機構は、第１循環路６１０、第２循環路６２０、補充回収機構６３０を含んで構成されている。インクを流す流路は、例えば硬質なパイプやフレキシブルなチューブを用いて構成され得るが、以後の説明では単に流路と記す場合がある。

【0019】

尚、本実施形態で好適に用いられるインクは、不溶性粒子を含むインクである。例えば、重合性化合物を４０［ｗｔ％］～７０［ｗｔ％］、チタニア等の光散乱性粒子を２［ｗｔ％］～２０［ｗｔ％］、量子ドットとしての半導体微粒子を４０［ｗｔ％］～７０［ｗｔ％］含み、さらに重合開始剤、安定化剤等を適宜に配合したインクである。

【0020】

第１循環路６１０は、インクを吐出する吐出ヘッド３にインクを供給する循環路であり、第１ポンプＰ１、回収バルブ６１２、流路６６１、上流側第２タンク２Ｆ、流路６６２、吐出ヘッド３、流路６６３、下流側第２タンク２Ｒ、流路６６４を含んで構成される。流路６６１を構成するパイプの端部は、上流側第２タンク２Ｆの中に所定の深さまで挿入されており、流路６６４を構成するパイプの端部は、下流側第２タンク２Ｒの中に所定の深さまで挿入されている。第１ポンプＰ１、回収バルブ６１２、吐出ヘッド３の各々は、不図示の制御部により動作が制御される。回収バルブ６１２は三方弁であり、制御部の制御により、ＣＯＭゲートとＮＯゲートが接続されてＮＣゲートが閉じられた状態か、あるいはＣＯＭゲートとＮＣゲートが接続されてＮＯゲートが閉じられた状態を取り得る。前者の状態では、第１循環路６１０は開かれ、回収配管６３２により構成される回収路は閉じられる。後者の状態では、第１循環路６１０は閉じられ、回収配管６３２により構成される回収路は開かれる。

【0021】

第１循環路６１０内でインクを循環させる際には、第１ポンプＰ１が駆動されるとともに、三方弁である回収バルブ６１２のＣＯＭゲートとＮＯゲートが接続されて、図１において反時計回りにインクを循環させる。吐出ヘッド３には、流路６６２を介して上流側第２タンク２Ｆからインクが供給され、吐出ヘッド３で吐出されなかったインクは、流路６６３を介して下流側第２タンク２Ｒに回収される。尚、第１循環路６１０に、不図示の脱気モジュールを接続しておき、インクを循環させながら脱気処理を行ってもよい。

【0022】

第２循環路６２０は、第１循環路６１０に供給するインク、あるいは第１循環路６１０から回収されたインク、を貯留して循環させる循環路である。第２循環路６２０は、第１タンク１、流路６６６、第２ポンプＰ２、供給バルブ６２１、流路６６５を含んで構成される。第２ポンプＰ２、供給バルブ６２１の各々は、制御部により動作が制御される。供給バルブ６２１は三方弁であり、制御部１００の制御により、ＣＯＭゲートとＮＯゲートが接続されてＮＣゲートが閉じられた状態か、あるいはＣＯＭゲートとＮＣゲートが接続されてＮＯゲートが閉じられた状態を取り得る。前者の状態では、第２循環路６２０は開かれ、供給配管６３１により構成される供給路は閉じられる。後者の状態では、第２循環路６２０は閉じられ、回収配管６３２により構成される供給路は開かれる。

【0023】

第２循環路６２０内でインクを循環させる際には、第２ポンプＰ２が駆動されるとともに、三方弁である供給バルブ６２１のＣＯＭゲートとＮＯゲートが接続されて、図１において反時計回りにインクを循環させる。尚、第２循環路６２０に、不図示の脱気モジュールを接続しておき、インクを循環させながら脱気処理を行ってもよい。

【0024】

補充回収機構６３０は、図１において点線で囲まれて示されており、第２循環路６２０から第１循環路６１０にインクを供給するための開閉可能な供給路と、第１循環路から第２循環路にインクを回収するための開閉可能な回収路を構成している。

【0025】

供給路が開かれる場合には、三方弁である供給バルブ６２１のＣＯＭゲートとＮＣゲートが接続されるため、供給配管６３１を経由して第２循環路６２０から第１循環路６１０にインクが供給され得る。供給路が閉じられる場合には、供給バルブ６２１のＣＯＭゲートとＮＯゲートが接続されてＮＣゲートは閉じられるため、第２循環路６２０から第１循環路６１０に供給配管６３１を通じてインクが流れることはなくなる。

【0026】

第１循環路６１０に供給されたインクは、流路６６１を通じて上流側第２タンク２Ｆに流入する。尚、図１の例では、供給配管６３１は三つ口継ぎ手を介して第１循環路６１０と接続されているが、制御部１００により制御可能な三方弁を三つ口継ぎ手の位置に設けてもよい。

【0027】

回収路が開かれる場合は、三方弁である回収バルブ６１２のＣＯＭゲートとＮＣゲートが接続されるため、回収配管６３２を経由して第１循環路６１０から第２循環路６２０にインクが回収され得る。回収路が閉じられる場合は、回収バルブ６１２のＣＯＭゲートとＮＯゲートが接続されてＮＣゲートは閉じられるため、第１循環路６１０から第２循環路６２０に回収配管６３２を通じてインクが流れることはなくなる。

【0028】

第２循環路６２０に回収されたインクは、流路６６５を経由して第１タンク１に流入する。尚、図１の例では、回収配管６３２は三つ口継ぎ手を介して第２循環路６２０と接続されているが、制御部１００により制御可能な三方弁を三つ口継ぎ手の位置に設けてもよい。

【0029】

第１循環路６１０と第２循環路６２０の間でインクの補充も回収も行わない場合には、補充回収機構６３０の供給バルブ６２１および回収バルブ６１２は、ＣＯＭゲートとＮＯゲートが接続するように制御部１００により制御される。これにより、供給路および回収路は閉鎖されるため、第１循環路６１０と第２循環路６２０は分離される。その状態で、制御部が、第１ポンプＰ１を駆動させれば第１循環路６１０内に存するインクが循環し、第２ポンプＰ２を駆動させれば第２循環路６２０内に存するインクが循環する。すなわち、第１循環路６１０と第２循環路６２０とが切り離された状態のもとで、各々の循環路では独立してインクを循環させることができる。

【0030】

第２循環路６２０から第１循環路６１０へインクを補充する場合は、制御部により、以下のように各部が制御される。まず、第１循環路６１０の第１ポンプＰ１を停止させ、回収バルブ６１２のＣＯＭゲートとＮＯゲートを接続させ、回収路を閉鎖する。そして、供給バルブ６２１のＣＯＭゲートとＮＣゲートを接続させて供給路を開くとともに、第２ポンプＰ２を駆動して所望量のインクを補充するための補充流量運転を実施する。第２循環路６２０から第１循環路６１０に補充されるインクの量は、第２ポンプＰ２が補充流量運転時に送液する単位時間あたりの流量と、供給バルブ６２１においてＣＯＭゲートとＮＣゲートが接続されている時間の積によって決まる。

【0031】

第１循環路６１０から第２循環路６２０へインクを回収する場合は、制御部により、以下のように各部が制御される。第２循環路６２０中の第２ポンプＰ２を停止させるとともに、供給バルブ６２１のＣＯＭゲートとＮＯゲートが接続された状態にして供給路を閉鎖する。そして、回収バルブ６１２のＣＯＭゲートとＮＣゲートが接続される状態にして回収路を開くとともに、第１ポンプＰ１を駆動して所望量のインクを回収するための回収流量運転を実施する。第１循環路６１０から第２循環路６２０に回収されるインクの量は、第１ポンプＰ１が回収流量運転時に送液する単位時間あたりの流量と、回収バルブ６１２のＣＯＭゲートとＮＣゲートが接続されている時間の積によって決まる。回収量は上流側第２タンク２Ｆおよび下流側第２タンク２Ｒの各々に取り付けられている液面センサ１２４の計測値に基づいて設定され、液面が徐々に下がり液面センサの出力値が目標値となるまで回収が継続される。

【0032】

（第１循環路について）
次に、図２（ａ）、図２（ｂ）を参照して、第１循環路６１０について詳しく説明する。図２（ａ）は、第１循環路６１０内でインクを循環させている状態を説明するための模式図であり、図２（ｂ）は、インクを吐出する液体吐出ヘッド（液体吐出部）の一例を示す模式図である。各図では、インクの流れが模式的に矢印で示されている。

【0033】

第１循環路６１０内において、インクの流量は所定の値になるように第１ポンプＰ１の動作によって制御される。例えば、流路６６４に流量計を設置し、その流量計の測定値が所定の値になるように制御される。第１循環路６１０内において、下流側第２タンク２Ｒ内のインクが流路６６４を介して第１ポンプＰ１に吸い上げられると、下流側第２タンク２Ｒ内に存するインクの体積が減少しようとするため、下流側第２タンク２Ｒ内の圧力は減少する。第１ポンプＰ１から押し出されたインクは、回収バルブ６１２のＣＯＭゲートからＮＯゲートを通過し、供給配管６３１と流路６６１が接続された三つ口継ぎ手に至る。図２（ａ）には不図示であるが、供給バルブ６２１のＮＣゲートが閉鎖されているため，インクは供給配管６３１側に流れることはできず、流路６６１側に流れて上流側第２タンク２Ｆ内に排出される。

【0034】

上流側第２タンク２Ｆは密閉されているので、上流側第２タンク２Ｆ内に存するインクの体積が増加しようとすると上流側第２タンク２Ｆ内の圧力は増加する。上流側第２タンク２Ｆと下流側第２タンク２Ｒの圧力差により、上流側第２タンク２Ｆ内のインクは流路６６２を通じて吐出ヘッド３に供給される。インクは、吐出ヘッド３内の流路６４３を介してノズルプレート６４０それぞれに均等になるように配分される。インクは更にノズルプレート６４０内の流路を経由して、流路６６３に流れ、下流側第２タンク２Ｒ内に排出されることで、インクが循環することとなる。

【0035】

図２（ａ）には、上流側第２タンク２Ｆおよび下流側第２タンク２Ｒの内部の液面レベルについて、吐出時規定量に対応する液面レベルＬ１を示している。吐出時規定量に対応する液面レベルＬ１とは、第１循環路６１０内でインクを循環させながら、吐出ヘッド３の下面に取り付けられているノズルプレート６４０の吐出ノズルからインクを吐出させるのに適した液面レベルである。液面レベルＬ１は、上流側第２タンク２Ｆおよび下流側第２タンク２Ｒにおいて、例えば貯留槽の底面から天井までの高さの１０％以上かつ９０％以下の範囲とする。液面高さが１０％未満となると、循環中に下流側第２タンク２Ｒ内において流路６６３からのインクの噴出により液面が波打つ現象が発生して、下流側第２タンク２Ｒ内の液圧が変動してしまう。この液圧変動が、吐出ヘッド３の吐出ノズル近傍の液圧にまで影響を与えてしまい、吐出が不安定になってしまうため、液面高さを１０％以上とするのがよいのである。また、液面高さが９０％より高くなると、第１ポンプＰ１の運転により発生する液圧変動（脈動）を、タンク内で吸収して抑制する効果が低減してしまうため、液面高さは９０％以下とするのがよいである。

【0036】

図２（ｂ）に、吐出ヘッド３（液体吐出部）が備えるノズル部分の一例を示す。図２（ａ）に示した複数のノズルプレート６４０の各々には、図２（ｂ）に示す吐出ノズル２０Ａ、圧力室１９、圧電素子１８が配置されており、吐出ノズル２０Ａからインクの液滴が吐出される。図２（ｂ）に示すように吐出ヘッド３は、エネルギー発生素子である圧電素子１８と吐出ノズル２０Ａとが設けられた５つの圧力室１９を備えている。各々の吐出ノズル２０Ａは、５つの圧力室の中の１つと個別に接続されている。尚、圧電素子１８を駆動するための電気回路や配線は、図示の便宜のため省略されている。エネルギー発生素子は圧電素子に限られるわけではなく、液体に吐出エネルギーを付与可能なものであれば他の素子であってもよく、例えば電気熱変換素子（ヒータ）を用いてもよい。各々の圧力室１９は、供給口１７を介して共通液室である流路６４３と連通しており、流路６４３から液体の供給を受けることができる。

【0037】

流路６４３は、吐出ノズル２０Ａにインクを供給し、吐出ノズル２０Ａから吐出されなかったインクを回収する流路でもある。吐出ノズル２０Ａ近傍の流路６４３に流れるインクの流速Ｖ_２は、インク中に含まれる固形成分の沈降を抑制できる流速となっている。流速Ｖ_２が速いほど、固形成分の沈降を抑制する効果は大きくなる。

【0038】

しかしながら、吐出ノズル２０Ａの近傍におけるインクの流速Ｖ_２は、速ければ速いほど良いというわけではない。吐出ノズル２０Ａから吐出される液滴の大きさは、安定して均一であることが望まれるが、そのためには、ノズルプレート６４０に作りこまれている全ての吐出ノズル２０Ａにおいて、流れ込むインクの液圧が時間的に安定して均一であることが必要である。しかし、ノズルプレート６４０に実際に作りこまれる流路の形状は、製造上の誤差により、長さ、断面積、曲がり方、等が不可避的にばらついてしまう。ノズル近傍の流路６４３内の液圧は流路形状のばらつきの影響を受けるが、流速Ｖ_２が速ければ速いほど液圧のばらつき幅が拡大する。すなわち、流速Ｖ_２が速くなると、ノズル近傍の流路６４３内の液圧が、ノズル毎に大きくばらついてしまう。このため、ノズル近傍の流路６４３内を流れるインクの流速Ｖ_２は、流路６４３内においてインクの固形成分が沈降するのを抑制できる最低限の流速にするのが望ましい。

【0039】

（液体容器の構成）
次に、第１循環路６１０に設けられた液体容器としての上流側第２タンク２Ｆと下流側第２タンク２Ｒについて、具体的な構成例を説明する。図３は、上流側第２タンク２Ｆの構成の一例を説明するための分解斜視図である。図４（ａ）は、図３に示すＡ－Ａ′に沿って切断した水平方向の断面図であり、図４（ｂ）は、図３に示すＢ－Ｂ′に沿って切断した鉛直方向の断面図であり、図５は、図３に示すＣ－Ｃ′に沿って切断した鉛直方向の断面図である。

【0040】

図３に示すように、上流側第２タンク２Ｆは、インクを貯留するための貯留槽２５１と、タンク内を密閉状態に保つための蓋２５２を備えている。貯留槽２５１は、底面２５７と、長手方向（Ｙ方向）において対向する側壁２５５Ａおよび側壁２５５Ｂと、短手方向（Ｘ方向）において対向する側壁２５６Ａおよび側壁２５６Ｂと、を有する。長手方向の一方の端部近傍（すなわち側壁２５５Ａ近傍）において、蓋２５２に設けられた開口を通して、流路６６１のパイプ２１７が貯留槽２５１に挿入されている。パイプ２１７の先端の開口２５３（注入口）は、貯留槽２５１の底面２５７近傍の所定位置に配置されている。長手方向の同じ側の端部近傍（すなわち側壁２５５Ａ近傍）において、貯留槽２５１の底面には開口２５４（排出口）が設けられており、開口２５４には吐出ヘッド３（液体吐出部）と接続する流路６６２のパイプ２５４Ｐが接続されている。流路６６１から上流側第２タンク２Ｆに注入されたインクは、後述するように貯留槽２５１内の主流路ＦＭあるいは副流路ＦＳのいずれかを流れ、開口２５４から吐出ヘッド３に向けて排出される。

【0041】

下流側第２タンク２Ｒは、上流側第２タンク２Ｆと同様の構造を有するが、インクが流れる方向が上流側第２タンク２Ｆと逆になる。すなわち、下流側第２タンク２Ｒでは、吐出ヘッド３と接続されている流路６６３を介して、貯留槽２５１の底面の開口２５４から貯留槽２５１内にインクが流入する。インクは、貯留槽２５１内を主流路と副流路に分かれ、蓋２５２に挿入されたパイプ２１７を介して、第１ポンプＰ１と接続された流路６６４から貯留槽２５１の外に吸い上げられる。

【0042】

貯留槽２５１を平面視すると、流入口と流出口は、平面視ではタンク長手方向の片側（側壁２５５Ａ側）に配置されている。また、流入口と流出口は、鉛直方向において互いに異なる高さに配置されている。上流側第２タンク２Ｆの場合は、流入口である開口２５３は流出口である開口２５４よりも高い位置に配され、下流側第２タンク２Ｒの場合は、流入口である開口２５４は流出口である開口２５３よりも低い位置に配される。流入口と流出口は、液体吐出時におけるタンク内の液面レベルＬ１よりも、鉛直方向において低い位置に配置される。注入口が液面レベルＬ１よりも高い位置に配置されると、注入されたインクが液面に落下する際に飛び散り、飛沫が貯留槽や流路規定部材４の壁面に付着し、固形成分だけを壁面に残留させることにより槽内のインクの物性が不安定になる場合があり得る。本実施形態では、流入口と流出口を液面レベルＬ１よりも低い位置に配置しているため、係る問題は防止される。

【0043】

タンク内には、貯留槽の底面から所定高さよりも上に、インクの流路を規定する流路規定部としての流路規定部材４が、タンク長手方向であるＹ方向に沿って配置されている。流路規定部材４は、平面視では、流入口および流出口が配置された側（側壁２５５Ａ側）から側壁２５５Ｂ側に向かって、タンク長手方向に沿って延在しているが、側壁２５５Ｂとの間には距離Ｂの隙間が確保されている。図４（ａ）に示す様に、流路規定部材４は、貯留槽２５１内の短手方向の中央に位置し、主流路ＦＭの短手方向（Ｘ方向）の幅が等しくなるように貯留槽２５１内を２分割している。貯留槽２５１の内面の短手方向（Ｘ方向）の幅をＡとすれば、流路規定部材４と側壁２５６Ａの間隔、および流路規定部材４と側壁２５６Ｂの間隔は、流路規定部材４の厚さを無視すればＡ／２である。尚、平面視において、注入口と排出口とを結ぶ直線は、流路規定部材と交差するような位置関係にある。

【0044】

また、正面視の図４（ｂ）、あるいは側面視の図５に示されるように、流路規定部材４の底辺は、吐出時における液面レベルＬ１よりも低い位置に配置され、流路規定部材４の底辺（下面）と貯留槽２５１の底面２５７との間には、距離Ｃの隙間が確保されている。

【0045】

図６（ａ）および図６（ｂ）は、貯留槽２５１内におけるインクの流れを説明するための模式図である。流路規定部材４を備える本実施形態によれば、パイプ２１７から貯留槽２５１に注入されたインクは、貯留槽２５１内の主流路ＦＭまたは副流路ＦＳのいずれかを流れ、開口２５４からパイプ２５４Ｐを介して吐出ヘッド３に向けて排出される。主流路ＦＭは、パイプ２１７の開口２５３の位置から、まずＹプラス方向に沿って延伸する。そして、距離Ｂの隙間においてＸプラス方向に方向を変え、さらにＹマイナス方向に延伸して開口２５４に至る経路である。平面視において、主流路ＦＭは、流路規定部の側面に沿った第一方向に液体を流動させる第１部分と、第一方向とは反対方向に液体を流動させる第２部分とを備え、第１部分と第２部分は流路規定部の端部と貯留槽の側壁との隙間を介して接続されている。

【0046】

主流路ＦＭの幅は、（Ａ－流路規定部材の厚さ）／２となっており、流路規定部材４を設けない場合と比較して流路断面積を小さくできるため、インクの流速を大きくすることができる。Ｙプラス方向に流れる流路の幅とＹマイナス方向に流れる流路の幅が等しいため、主流路ＦＭを流れるインクの平均的な流速は、ほぼ均一になる。主流路ＦＭにおいてインクの流れを反転させる際に流速が低下しないようにするため、距離Ｂ≦（Ａ－流路規定部材の厚さ）／２、に設定するのが望ましい。

【0047】

ただし、流路規定部材表面の流路抵抗により、流路規定部材４の近傍ではインクの速度が局所的に低下し、固形成分の沈降が発生しやすくなる。仮に、流路規定部材４の底辺が貯留槽２５１の底面２５７と当接しているとすると、流路規定部材４と底面２５７とで構成される角部の付近には、固形成分が沈降して滞留しやすくなる。

【0048】

一方、本実施形態によれば、流路規定部材４の底辺（下面）と貯留槽２５１の底面２５７との間には距離Ｃの隙間が設けられており、副流路ＦＳが形成されている。すなわち、貯留槽の底面から所定高さよりも下に、流路規定部の下面と貯留槽の底面との間に、副流路ＦＳが形成されている。このため、流路規定部材４の下面付近では、インクは距離Ｃの隙間を通じてＸプラス方向に流動することが可能であり、この付近で固形成分の沈降が発生するのを大幅に抑制することができる。

【0049】

本実施形態では、主流路ＦＭと副流路ＦＳにおいて固形成分の沈降をバランスよく抑制するためには、距離Ｃ＜距離Ｂ、にするのが望ましく、距離Ｃ≦０．２×距離Ｂ、にするのが更に好ましい。また、距離Ｃ≦１．０ｍｍ、にするのが好ましい。

【0050】

流路規定部材４のＸ方向の厚みを大きくすれば、主流路ＦＭの流路断面積が小さくなるため、流速を高めることが期待できるが、貯留槽の容量が小さくなってしまう。固形成分の沈降抑制と、貯留槽の容量確保をバランスよく達成するため、（流路規定部材の厚み）≦０．５×（貯留槽の短手方向の長さＡ）、にするのが好ましい。また、０．５ｍｍ≦（流路規定部材の厚み）、にするのが望ましい。

【0051】

本実施形態によれば、注入されたインクの大部分を、主流路ＦＭを介して貯留槽２５１の長手方向に早い流速で流動させ、流路規定部材４の下面近傍のインクを、副流路ＦＳを介して貯留槽２５１の短手方向に流動させることができる。このため、貯留槽内における固形成分の沈降を極めて有効に抑制でき、物性が安定したインクを吐出ヘッド３に供給すること可能となる。尚、下流側第２タンク２Ｒでは、インクが流れる方向が上流側第２タンク２Ｆと逆になるが、上流側第２タンク２Ｆと同様の内部構造を有するため、インクは主流路ＦＭと副流路ＦＳを流れる。このため、上流側第２タンク２Ｆと同様に、貯留槽内における固形成分の沈降を極めて有効に抑制でき、第１循環路６１０（図１）において物性が安定したインクを循環させることができる。

【0052】

尚、流路規定部材４は、図３に例示したように、貯留槽２５１の側壁２５５Ａに固定して設置することができる。ただし、流路規定部材４の設置方法はこれに限られるわけではなく、例えば蓋２５２に予め固定（接続）しておき、蓋２５２とともに貯留槽２５１に装着してもよい。

【0053】

流路規定部材４の材料としては、所定の強度を備え、インク物性に影響を与えない物質である限り特に限定されるわけではないが、例えば、金属、セラミック、樹脂のいずれかが主成分として好適に用いられる。液体貯蔵タンクの貯留槽あるいは蓋部を構成する材料と主成分が同一の材料を用いれば、温度や経時など環境変化に伴う特性変化の違いや、インク中へ別元素が溶出するなどの悪影響が低減される。また、流路規定部材４の表面に、材料の溶出を防止するのに適したコーティング処理を施しておくことも好ましい。主成分とは、流路規定部材４を構成する成分（材料）が複数であるとき、その成分が重量として最も多い成分のことであり、本明細書においては該当成分が５０重量％以上占めることを意味する。

【0054】

また、流路規定部材４は、図４（ａ）、図４（ｂ）の例では側壁２５５Ｂと完全に離間しているが、主流路ＦＭを流れるインクを滞留させない限り、例えば図７に示すように、流路規定部材４と側壁２５５Ｂを接続する支持体ＳＰ１を設けてもよい。また、図４（ｂ）、図５の例では、流路規定部材４は、貯留槽２５１の底面２５７と完全に離間しているが、副流路ＦＳを流れるインクを滞留させない限り、例えば図７に示すように、流路規定部材４と底面２５７を接続する支持体ＳＰ２を設けてもよい。支持体ＳＰ１あるいは支持体ＳＰ２は、流路断面での占有面積が大きくなりすぎると、流れを淀ませて滞留点を発生させる可能性があるので、単体の大きさ、設置する個数や位置は適宜設定され得る。支持体ＳＰ１あるいは支持体ＳＰ２は、例えば、それぞれの流路断面における占有面積が１０％以下になるようにする。

【0055】

また、図４（ａ）、図４（ｂ）の例では、流路規定部材４と側壁２５５Ａとを隙間なく当接させたが、例えば図７に示すように、流路規定部材４と側壁２５５Ａの間に隙間Ｊを設けてもよい。隙間Ｊを設けることにより、流路規定部材４と側壁２５５Ａを当接させて角部を構成する場合に比べて、側壁２５５Ａの近傍でインクの固形成分が沈降するのを抑制することができる。

【0056】

［実施形態２］
実施形態２に係る液体吐出装置について、図面を参照して説明する。実施形態１と同様の構成要素については、図面中で同一の参照符号を付して示す。実施形態１と同様の説明事項については、説明を簡単化または省略する。インク供給機構についての説明は、実施形態１と同様であるため省略する。

【0057】

（タンクの構成）
実施形態２に係る上流側第２タンク２Ｆと下流側第２タンク２Ｒの具体的な構成例を説明する。実施形態１と同様に、実施形態２においても上流側第２タンク２Ｆと下流側第２タンク２Ｒは同様の構造を有するが、インクが流れる方向が逆になる。

【0058】

実施形態１では、貯留槽の長手方向の片側に開口２５３と開口２５４を配置し、長手方向に沿って延在する単体の流路規定部材４を設けて、主流路ＦＭと副流路ＦＳを規定していた。本実施形態は、インクの大部分を流動させる主流路ＦＭと、流路規定部材の底辺と貯留槽の底面の間でインクを流動させる副流路ＦＳとを備える点で実施形態１と共通するが、開口２５３と開口２５４の配置、流路規定部材の構成が実施形態１とは異なる。

【0059】

図８（ａ）は、上流側第２タンク２ＦをＺ方向に沿って透視した平面図であり、図８（ｂ）はＸ方向に沿って透視した正面図、図９はＹ方向に沿って透視した側面図である。本実施形態では、インクを注入する開口２５３と、インクを排出する開口２５４を、貯留槽の長手方向について反対側に配置している。また、インクの流路を規定する流路規定部材４１および流路規定部材４２が、タンク長手方向であるＹ方向に沿って配置されている。流路規定部材４１は、平面視では、流入口が配置された側の側壁２５５Ａから側壁２５５Ｂ側に向かって、タンク長手方向に沿って延在しているが、側壁２５５Ｂとの間には距離Ｄの隙間が確保されている。流路規定部材４２は、平面視では、流出口が配置された側の側壁２５５Ｂから側壁２５５Ａ側に向かって、タンク長手方向に沿って延在しているが、側壁２５５Ａとの間には距離Ｄ’の隙間が確保されている。距離Ｄと距離Ｄ’は、製造上の誤差を除き、等しくするのが望ましい。主流路ＦＭにおいてインクの流れを反転させる際に流速が低下しないようにするため、距離Ｄ≦（Ａ－２枚の流路規定部材の厚さ）／３、および距離Ｄ’≦（Ａ－２枚の流路規定部材の厚さ）／３に設定するのが望ましい。

【0060】

図８（ａ）に示す様に、流路規定部材４１と流路規定部材４２は、貯留槽２５１の短手方向を均等に３分割するように配置されている。貯留槽２５１の内面の短手方向（Ｘ方向）の幅をＡとすれば、流路規定部材４１と側壁２５６Ａの間隔、流路規定部材４１と流路規定部材４２の間隔、および流路規定部材４２と側壁２５６Ｂの間隔は、流路規定部材の厚さを無視すればＡ／３である。すなわち、主流路ＦＭの幅は、約Ａ／３である。平面視において、注入口と排出口とを結ぶ直線は、流路規定部材と交差するような位置関係にある。

【0061】

また、図８（ｂ）あるいは図９に示されるように、流路規定部材４１および流路規定部材４２の底辺（下面）は、吐出時における液面レベルＬ１よりも低い位置に配置されている。流路規定部材４１の下面と貯留槽２５１の底面２５７との間には、副流路ＦＳを形成するための距離Ｅの隙間が確保されている。同様に、流路規定部材４２の下面と貯留槽２５１の底面２５７との間には、副流路ＦＳを形成するための距離Ｅ’の隙間が確保されている。距離Ｅと距離Ｅ’は、製造上の誤差を除き、等しくするのが望ましい。Ｅ＜Ｄを満足するのが望ましく、Ｅ≦０．２×Ｄを満足するのがさらに望ましい。

【0062】

実施形態１における主流路ＦＭの幅が約Ａ／２だったのに対して、本実施形態では主流路ＦＭの幅が約Ａ／３であり、貯留槽内のインクの流速をより大きくすることができる。本実施形態によれば、注入されたインクの大部分を、主流路ＦＭを介して貯留槽２５１の長手方向に早い流速で流動させ、流路規定部材４１および流路規定部材４２の下面近傍のインクを、副流路ＦＳを介して貯留槽２５１の短手方向に流動させることができる。このため、貯留槽内における固形成分の沈降を極めて有効に抑制でき、物性が安定したインクを吐出ヘッド３に供給すること可能となる。尚、下流側第２タンク２Ｒでは、インクが流れる方向が上流側第２タンク２Ｆと逆になるが、上流側第２タンク２Ｆと同様の内部構造を有するため、インクは主流路ＦＭと副流路ＦＳを流れる。このため、上流側第２タンク２Ｆと同様に、貯留槽内における固形成分の沈降を極めて有効に抑制でき、物性が安定したインクを第１循環路６１０（図１）内で循環させることができる。

【0063】

［実施形態３］
実施形態３に係る液体吐出装置について、図面を参照して説明する。実施形態１と同様の構成要素については、図面中で同一の参照符号を付して示す。実施形態１と同様の説明事項については、説明を簡単化または省略する。インク供給機構についての説明は、実施形態１と同様であるため省略する。

【0064】

（タンクの構成）
実施形態３に係る上流側第２タンク２Ｆと下流側第２タンク２Ｒの具体的な構成例を説明する。実施形態１と同様に、実施形態３の上流側第２タンク２Ｆと下流側第２タンク２Ｒは同様の構造を有するが、インクが流れる方向が逆になる。

【0065】

実施形態１では、貯留槽の長手方向の片側に開口２５３と開口２５４を配置し、長手方向に沿って延在する単一の流路規定部材４を設けて、主流路ＦＭと副流路ＦＳを規定していた。本実施形態は、インクの大部分を流動させる主流路ＦＭと、流路規定部材の下面と貯留槽の底面の間でインクを流動させる副流路ＦＳを備える点で実施形態１と共通するが、開口２５３と開口２５４の配置、流路規定部材の構成が実施形態１とは異なる。尚、本実施形態では、主流路ＦＭは貯留槽の短手方向に液体が流れるように設定され、副流路ＦＳは貯留槽の長手方向に液体が流れるように設定されている。

【0066】

図１０（ａ）は、上流側第２タンク２ＦをＺ方向に沿って透視した平面図であり、図１０（ｂ）はＸ方向に沿って透視した正面図、図１１はＹ方向に沿って透視した側面図である。本実施形態では、インクを注入する開口２５３と、インクを排出する開口２５４を、貯留槽の長手方向の反対側に配置している。

【0067】

また、インクの流路を規定する流路規定部材４３１～流路規定部材４４０が、タンク短手方向であるＸ方向に沿って配置されている。参照番号の末尾が奇数の流路規定部材は、平面視では、側壁２５６Ａから側壁２５６Ｂ側に向かって、タンク短手方向に沿って延在しているが、側壁２５６Ｂとの間には距離Ｇの隙間が確保されている。参照番号の末尾が偶数の流路規定部材は、平面視では、側壁２５６Ｂから側壁２５６Ａ側に向かって、タンク短手方向に沿って延在しているが、側壁２５６Ａとの間には距離Ｇの隙間が確保されている。このように、交互に配置された流路規定部材により、主流路ＦＭは蛇行した形態に形成されている。

【0068】

図１０（ａ）に示す様に、流路規定部材４３１～流路規定部材４４０は、貯留槽２５１の長手方向を均等１１分割するように配置されている。貯留槽２５１の内面の長手方向（Ｙ方向）の長さをＦとすれば、流路規定部材４３１～流路規定部材４４０の相互の間隔は、流路規定部材の厚さを無視すればＦ／１１である。すなわち、主流路ＦＭの幅は、約Ｆ／１１である。主流路ＦＭにおいてインクの流れを反転させる際に流速が低下しないようにするため、距離Ｇ≦（Ｆ－流路規定部材の厚さ×１０）／１１に設定するのが望ましい。平面視において、注入口と排出口とを結ぶ直線は、流路規定部材と交差するような位置関係にある。

【0069】

また、図１０（ｂ）あるいは図１１に示されるように、流路規定部材４３１～流路規定部材４４０の各底辺は、吐出時における液面レベルＬ１よりも低い位置に配置されている。流路規定部材４３１～流路規定部材４４０の各底辺と貯留槽２５１の底面２５７との間には、副流路ＦＳを形成するための距離Ｈの隙間が確保されている。Ｈ＜Ｇを満足するのが望ましく、Ｈ≦０．２×Ｇを満足するのがさらに望ましい。

【0070】

本実施形態によれば、注入されたインクの大部分は、主流路ＦＭを介して貯留槽２５１内を蛇行しながら早い流速で流動し、各流路規定部材の底辺近傍のインクは、副流路ＦＳを介して貯留槽２５１の長手方向に流動することができる。このため、貯留槽内における固形成分の沈降を極めて有効に抑制でき、物性が安定したインクを吐出ヘッド３に供給すること可能となる。尚、下流側第２タンク２Ｒでは、インクが流れる方向が上流側第２タンク２Ｆと逆になるが、上流側第２タンク２Ｆと同様の内部構造を有するため、インクは主流路ＦＭと副流路ＦＳを流れる。このため、上流側第２タンク２Ｆと同様に、貯留槽内における固形成分の沈降を極めて有効に抑制でき、物性が安定したインクを第１循環路６１０（図１）内で循環させることができる。

【実施例0071】

実施例および比較例を挙げて、さらに具体的に説明をする。まず、実施例および比較例を検証するシミュレーション方法について説明する。

【0072】

（シミュレーション方法）
液体貯留タンク内の液体が、固形成分である含有粒子の沈降を生じるか否かを、シミュレーションで検証した。
沈降した粒子は液体貯留タンクの底面に堆積するが、粒子が沈降しないようにするためには、沈降した粒子が凝集する前に常に底面から移動させるようにすると考える。そのためには、液体貯留タンク底面や壁面に一定以上のせん断力（摩擦力）が生じるような流れが形成されていることが求められる。

【0073】

まず、壁面のせん断力は、下記の数式１で表される。

【数1】

（τ：壁面でのせん断応力、ρ：液体密度）

【0074】

数式１に示すように、速度の次元で表現した物理量をシミュレーションでは摩擦速度Ｖ^＊で表すことが一般的である。この摩擦速度Ｖ^＊がある限界値を超えると、粒子が移動を開始する。すなわち、粒子が常に移動し沈降が生じなくなる。この限界値を限界摩擦速度Ｖｃ^＊と呼び、下記の数式２を満足する粒子が移動する。

【数2】

【0075】

限界摩擦速度Ｖｃ^＊は、粒子の密度や大きさ、また壁面の状態によっても変わり、あらかじめ実験的に求めることができる。対象とする粒子や壁面状態であらかじめ実験的に限界摩擦速度Ｖｃ^＊を決定し、シミュレーションで出た摩擦速度Ｖ^＊が、その限界摩擦速度Ｖｃ^＊を超えていれば粒子は沈降しないと評価できる。

【0076】

図１２（ａ）、図１２（ｂ）に、シミュレーションを例示する。図１２（ａ）は、比較例として、貯留槽の長手方向の反対側に液体供給側の開口２５３と液体排出側の開口２５４を配置し、流路規定部材を設けないモデルについてのシミュレーション結果である。図１２（ｂ）は、実施形態１に準じたモデルについてのシミュレーションを示している。

【0077】

図の下部には、液体貯留タンク内の液体の摩擦速度の分布をモノトーンのコンタ図で表しており、黒に近づくほど摩擦速度が上がり粒子の沈降が抑制できることを示している。図１２（ａ）の比較例では、液体供給側の開口２５３と液体排出側の開口２５４付近では摩擦速度は上がっているが、両開口の間では摩擦速度が急速に落ちていることがわかる。一方、図１２（ｂ）の実施形態１に準じたモデルでは、液体貯留タンク全体がほぼ黒で表されており、液体貯留タンク全体で摩擦速度が高く沈降が生じにくい状態になっていることがわかる。

【0078】

尚、この例では、摩擦速度の差が大きい２種を並べており、コンタ図を視覚的に見ただけで沈降抑制効果に差があることが判るが、以降の例ではシミュレーション結果をさらに数値化して示す。すなわち、シミュレーションにより液体貯留タンク底面の摩擦速度を計算し、液体貯留タンク底面全体の面積に対する限界摩擦速度を下回る面積割合を算出した。ここで、対象となる粒子や壁面状態により限界摩擦速度の値が異なってくるが、今回は限界摩擦速度１ｍｍ／ｓを上回る領域の面積が占める割合で評価した。面積割合が高いほど粒子が沈降しやすいことを示し、面積割合０．０１％以下をＡランク、０．０１～０．１％をＢランク、０．１％以上をＣランクとし、沈降リスクを評価した。

【0079】

［実施例１］
実施例１は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５、等を参照して説明した実施形態１の具体例である。貯留槽２５１は、Ｙ方向に細長い形状をしており、貯留内面の長手方向（Ｙ方向）の長さは１００ｍｍ、短手方向（Ｘ方向）の長さはＡ＝１７ｍｍである。流路規定部材４は、材質としてＳＵＳを用い、厚みは１ｍｍとしている。主流路ＦＭの平面視の幅は、８ｍｍであり、流路規定部材４と側壁２５５Ｂの距離ＢはＢ＝８ｍｍである。流路規定部材４の底辺と貯留槽の底面２５７の距離Ｃは、Ｃ＝０．５ｍｍである。Ｃ／Ｂ＝０．０６２５であり、Ｃ／Ｂ≦０．２、およびＣ≦１．０ｍｍ、が満たされている。
実施例１の構成でシミュレーションにより摩擦速度を評価したところ、固形成分の沈降リスクがＡランクであり、好ましい結果が得られた。

【0080】

［実施例２］
実施例２は、実施形態１に準じた構成とし、Ｂ＝５ｍｍ、Ｃ＝０．５ｍｍとした。この構成では、Ｃ／Ｂ＝０．１になっている。

【0081】

実施例２の構成でシミュレーションによる摩擦速度を評価したところ、固形成分の沈降リスクがＡランクであった。流路規定部材の端部における主流路ＦＭの幅を実施例１よりも狭めた構成であっが、流路幅の変動による摩擦速度への影響は無く、実施例１と同じＡランクで、さらに数％沈降リスクが低減した。

【0082】

［実施例３］
実施例３は、実施例１に準じた構成とするが、注入側の開口２５３および排出側の開口２５４の位置を変更した。すなわち、開口２５３および開口２５４を、平面視で側壁２５５Ａからより離れた位置に配置した。具体的には、側壁２５５ＡからＹプラス方向に１０ｍｍ離間した位置に、開口２５３および開口２５４を配置した。

【0083】

実施例３の構成でシミュレーションによる摩擦速度を評価したところ、固形成分の沈降リスクはＡランクであった。側壁２５５ＡからＹプラス方向に離間する距離が１０ｍｍであれば、好ましい結果が得られることが確認された。

【0084】

［実施例４］
実施例４は、図８（ａ）、図８（ｂ）、図９を参照して説明した実施形態２に準じた構成とし、貯留槽は実施例１と同様の構成としている。本実施例は、材質がＳＵＳで、厚さが１ｍｍの流路規定部材４１と流路規定部材４２を備える。

【0085】

Ａ＝１７ｍｍ、Ｄ＝Ｄ’＝５ｍｍ、Ｅ＝Ｅ’＝０．５ｍｍとした。Ｅ＝Ｅ’＜Ｄ＝Ｄ’の関係が満たされている。また、Ｅ／Ｄ＝０．１、Ｅ’／Ｄ’＝０．１であるため、Ｅ／Ｄ≦０．２、Ｅ’／Ｄ’≦０．２の関係が満たされている。
この構成では、実施形態１よりもさらに主流路ＦＭの幅が狭められているため流速が大きくなり、固形成分の沈降リスクはＡランクであった。

【0086】

［実施例５］
実施例５は、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１１を参照して説明した実施形態３に準じた構成としている。流路規定部材４３１～流路規定部材４４０の各々は、材質がＳＵＳで、厚さが１ｍｍのものを用いた。貯留槽２５１の長手方向（Ｙ方向）の長さをＦ＝１００ｍｍ、Ｇ＝８ｍｍ、Ｈ＝０．５ｍｍとした。Ｈ／Ｇ＝０．０６２５であるため、Ｈ／Ｇ≦０．２の関係が満たされている。
この構成では、固形成分の沈降リスクはＡランクであった。

【0087】

［比較例１］
比較例１は、図１３（ａ）に示す様に、流路規定部材の底辺と貯留槽の底面との間に距離Ｃの隙間を設けずに、流路規定部材と貯留槽の底面とを当接させた形態である。貯留槽のサイズは実施例１と同じものにし、平面視で実施例１と同じ厚みで同じ材質の流路規定部材を用いる。Ｂ＝８ｍｍとして主流路ＦＭは存在するが、Ｃ＝０ｍｍとすることで、副流路ＦＳが存在しない構成としている。

【0088】

比較例１の構成でシミュレーションによる摩擦速度を評価したところ、沈降リスクがＣランクであった。主流路ＦＭと副流路ＦＳの２つの流路を有する実施例１に対し、副流路ＦＳが存在しない構成であったが、比較例１では沈降リスクが５％以上も高くなった。図１３（ａ）の下段に示すコンタ図によると、特に流路規定部材４の近傍で摩擦速度が落ちている領域が確認できる。

【0089】

［比較例２］
比較例２は、図１３（ｂ）に示す様に、流路規定部材と貯留槽の側壁との間に距離Ｂの隙間を設けずに、流路規定部材と貯留槽の側壁とを当接させた形態である。貯留槽のサイズは実施例１と同じものにし、平面視で実施例１と同じ厚みで同じ材質の流路規定部材を用いる。Ｃ＝０．５ｍｍとして副流路ＦＳは存在するが、Ｂ＝０ｍｍとすることで主流路ＦＭが存在しない構成としている。

【0090】

比較例２の構成でシミュレーションによる摩擦速度を評価したところ、沈降リスクがＣランクであった。主流路ＦＭと副流路ＦＳの２つの流路を有する実施例１に対し、主流路ＦＭが存在しない構成であったが、比較例１では沈降リスクが大幅に高くなった。図１３（ｂ）の下段に示すコンタ図によると、特に開口２５３から離間した位置や、開口２５４から離間した位置で摩擦速度が落ちている領域が確認できる。

【0091】

比較例１と比較例２からわかるように、主流路ＦＭと副流路ＦＳの両方の流路を確保するように流路規定部材を構成しないと、含有粒子の沈降が抑制しきれないことが、シミュレーションで確認できた。これに対して、実施例１～実施例５では、固形成分の沈降リスクが抑制されていることが確認された。

【0092】

［他の実施形態］
なお、本発明は、以上説明した実施形態、実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。例えば、上述した異なる実施形態や実施例の全部または一部を組み合わせて実施しても差し支えない。

【0093】

例えば、流路規定部材の個数は、実施形態１では１個、実施形態２では２個、実施形態３では１０個の場合を例示したが、これに限られるものではない。また、流路規定部材は、貯留槽と別部材である必要はなく、貯留槽そのものが主流路ＦＭと副流路ＦＳとを形成可能な形状を有していてもよい。

【0094】

本明細書は、少なくとも以下の事項を開示している。
［事項１］
液体吐出部と、液体容器とを備え、
前記液体容器は、
貯留槽と、
前記貯留槽に液体を注入する注入口と、
前記貯留槽から前記液体を排出する排出口と、
前記貯留槽において、前記貯留槽の底面から所定高さよりも上に配置された流路規定部と、を備え、
前記液体容器は、
前記所定高さよりも上に前記流路規定部の側面に沿って形成された主流路と、
前記所定高さよりも下に前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との間に形成された副流路と、を備え、
平面視において、前記液体が前記主流路を流れる方向と、前記液体が前記副流路を流れる方向は、互いに異なる、
ことを特徴とする液体吐出装置。
［事項２］
平面視において、前記主流路は、前記流路規定部の側面に沿った第一方向に前記液体を流動させる第１部分と、前記第一方向とは反対方向に前記液体を流動させる第２部分とを備え、前記第１部分と前記第２部分は前記流路規定部の端部と前記貯留槽の側壁との隙間を介して接続されている、
ことを特徴とする事項１に記載の液体吐出装置。
［事項３］
前記流路規定部の端部と前記貯留槽の側壁との隙間の幅をＢとし、前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との距離をＣとした時、Ｃ＜Ｂを満足する、
ことを特徴とする事項２に記載の液体吐出装置。
［事項４］
前記流路規定部の端部と前記貯留槽の側壁との隙間の幅をＢとし、前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との距離をＣとした時、Ｃ≦０．２×Ｂを満足する、
ことを特徴とする事項３に記載の液体吐出装置。
［事項５］
前記流路規定部の下面と前記貯留槽の底面との距離をＣとした時、Ｃ≦１．０ｍｍである
ことを特徴とする事項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項６］
前記流路規定部は、前記貯留槽の長手方向に沿って延在している、
ことを特徴とする事項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項７］
前記流路規定部は、前記貯留槽の短手方向に沿って延在している、
ことを特徴とする事項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項８］
前記流路規定部は、少なくとも一部が前記貯留槽の側壁と接続している、
ことを特徴とする事項１乃至７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項９］
前記流路規定部は、少なくとも一部が前記液体容器の蓋部と接続している、
ことを特徴とする事項１乃至８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項１０］
前記流路規定部は、少なくとも一部が前記貯留槽の底面と接続している、
ことを特徴とする事項１乃至９のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項１１］
平面視において、前記注入口と前記排出口とを結ぶ直線は、前記流路規定部と交差する、
ことを特徴とする事項１乃至１０のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項１２］
前記液体容器は、前記液体吐出部に前記液体を供給する液体容器である、
ことを特徴とする事項１乃至１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項１３］
鉛直方向において、前記注入口は前記排出口よりも高い位置に配置されている、
ことを特徴とする事項１２に記載の液体吐出装置。
［事項１４］
前記液体容器は、前記液体吐出部から前記液体を回収する液体容器である、
ことを特徴とする事項１乃至１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項１５］
鉛直方向において、前記注入口は前記排出口よりも低い位置に配置されている、
ことを特徴とする事項１４に記載の液体吐出装置。
［事項１６］
前記液体吐出部と前記液体容器は、前記液体を循環させる循環路に配置されている、
ことを特徴とする事項１乃至１５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項１７］
前記液体は、不溶性粒子を含むインクである、
ことを特徴とする事項１乃至１６のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項１８］
前記流路規定部の主成分は、金属、セラミック、樹脂のいずれかである、
ことを特徴とする事項１乃至１７のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項１９］
前記流路規定部の主成分は、前記貯留槽の主成分と同一である、
ことを特徴とする事項１乃至１８のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
［事項２０］
事項１乃至１９のいずれか１項に記載の液体吐出装置を用いて、前記液体吐出部から前記液体を吐出させる、
ことを特徴とする液体吐出方法。
［事項２１］
前記液体は、機能性薄膜あるいは機能素子を形成するための機能材料を含んだインクである、
ことを特徴とする事項２０に記載の液体吐出方法。
［事項２２］
事項２１に記載の液体吐出方法により、機能性薄膜あるいは機能素子の原料を含んだインクを基材に吐出する、ことを特徴とする物品の製造方法。

【符号の説明】

【0095】

１・・・第１タンク／２Ｆ・・・上流側第２タンク／２Ｒ・・・下流側第２タンク／３・・・吐出ヘッド／４・・・流路規定部材／４１、４２・・・流路規定部材／２１７・・・パイプ／２５１・・・貯留槽／２５２・・・蓋／２５３・・・開口／２５４・・・開口／２５４Ｐ・・・パイプ／２５５Ａ、２５５Ｂ・・・側壁／２５６Ａ、２５６Ｂ・・・側壁／２５７・・・底面／４３１～４４０・・・流路規定部材／６１０・・・第１循環路／６１２・・・回収バルブ／６２１・・・供給バルブ／６２０・・・第２循環路／６３０・・・補充回収機構／６３１・・・供給配管／６３２・・・回収配管／ＦＭ・・・主流路／ＦＳ・・・副流路／Ｐ１・・・第１ポンプ／Ｐ２・・・第２ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】