特許 7400216 液体吐出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-11

(45)【発行日】2023-12-19

(54)【発明の名称】液体吐出装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20231212BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20231212BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20231212BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 501

B41J2/18

B41J2/14 603

B41J2/14 607

B41J2/01 401

B41J2/14 605

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019097534

(22)【出願日】2019-05-24

(65)【公開番号】P2020192683

(43)【公開日】2020-12-03

【審査請求日】2022-05-17

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】片山 寛

(72)【発明者】

【氏名】小出 祥平

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 啓太

(72)【発明者】

【氏名】平井 啓太

【審査官】山本 一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０８６３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２７８３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２７５９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１０７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５５４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５４１９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に液体が流通し、互いに並設された第１マニホールド及び第２マニホールドと、
前記第１マニホールドと前記第２マニホールドとの間を接続する複数の個別流路と、
前記液体を貯留するタンクと、
前記タンクと前記第１マニホールドとを接続する供給流路と、
前記タンクと前記第２マニホールドとを接続する帰還流路と、
前記タンク内の前記液体が、前記供給流路、前記第１マニホールド、前記個別流路、前記第２マニホールド、及び前記帰還流路、を順に経るよう、前記液体に圧力を付与するポンプと、を備え、
前記個別流路は、
前記第１マニホールドと接続されて前記液体に圧力を付与する第１圧力室と、
前記第２マニホールドと接続されて前記液体に圧力を付与する第２圧力室と、
前記第１圧力室と接続された第１ディセンダと、
前記第２圧力室と接続された第２ディセンダと、
前記第１ディセンダと前記第２ディセンダとを接続する連結路と、を有し、
前記連結路には、前記液体の流通方向に離隔して配置され、且つ、形状が異なる複数のノズルが連結され、
前記複数のノズルは、前記連結路の前記流通方向の上流側に配置された吐出口径が小さい小径ノズルと、前記連結路の前記小径ノズルよりも前記流通方向の下流側に配置された吐出口径が大きい大径ノズルとを含み、
前記大径ノズルの開口方向から見て、前記連結路の長手方向中央が、前記大径ノズルの吐出口内に位置している、液体吐出装置。

【請求項2】

内部に液体が流通し、互いに並設された第１マニホールド及び第２マニホールドと、
前記第１マニホールドと前記第２マニホールドとの間を接続する複数の個別流路と、
前記液体を貯留するタンクと、
前記タンクと前記第１マニホールドとを接続する供給流路と、
前記タンクと前記第２マニホールドとを接続する帰還流路と、
前記タンク内の前記液体が、前記供給流路、前記第１マニホールド、前記個別流路、前記第２マニホールド、及び前記帰還流路、を順に経るよう、前記液体に圧力を付与するポンプと、を備え、
前記個別流路は、
前記第１マニホールドと接続されて前記液体に圧力を付与する第１圧力室と、
前記第２マニホールドと接続されて前記液体に圧力を付与する第２圧力室と、
前記第１圧力室と接続された第１ディセンダと、
前記第２圧力室と接続された第２ディセンダと、
前記第１ディセンダと前記第２ディセンダとを接続する連結路と、を有し、
前記連結路には、前記液体の流通方向に離隔して配置され、且つ、形状が異なる複数のノズルが連結され、
前記複数のノズルは、前記連結路の前記流通方向の上流側に配置された吐出口径が大きい大径ノズルと、前記連結路の前記大径ノズルよりも前記流通方向の下流側に配置された吐出口径が小さい小径ノズルとを含み、
前記小径ノズルの開口方向から見て、前記連結路の長手方向中央が、前記小径ノズルの吐出口内に位置している、液体吐出装置。

【請求項3】

前記複数の個別流路の各々において、前記第１圧力室と前記第２圧力室とに個別に対応して設けられ、前記第１圧力室内及び前記第２圧力室内の前記液体に圧力を付与する複数のアクチュエータと、
前記複数のアクチュエータを個別に制御する制御部と、を更に備え、
前記制御部は、前記第１圧力室と前記第２圧力室とにおいて前記アクチュエータにより前記液体に付与した前記圧力が、前記複数のノズルに含まれる特定の１のノズル内の前記液体に同時に及ぶように、前記アクチュエータを制御する、請求項１または２に記載の液体吐出装置。

【請求項4】

前記小径ノズルにより吐出可能な前記液体の粘度の上限値が、前記大径ノズルにより吐出可能な前記液体の粘度の下限値よりも大きい、請求項１～３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液体吐出装置として、例えば特許文献１に開示されるように、並設された長尺状の供給マニホールド及び帰還マニホールドと、これらの各マニホールドを接続する複数の個別流路とを備えるものが知られている。

【0003】

例えば、個別流路は、供給マニホールドから供給される液体に圧力を付与する供給側圧力室と、供給側圧力室から供給される液体を流通させ且つノズルが連結されたディセンダと、ディセンダを通過した液体に圧力を付与する帰還側圧力室とを有する。

【0004】

この液体吐出装置では、装置外に設けられたポンプから、供給マニホールドに正圧が付与され且つ帰還マニホールドに負圧が付与されることにより、内部の流路を供給マニホールドから帰還マニホールドに向けて液体が循環する。その状態で各圧力室内の液体に正圧が付与されることにより、循環中の液体の一部がノズルから吐出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００８－２５４１９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

液体吐出装置内の液体の粘度は、例えば液体の種類、成分濃度、装置外の気温、及び、ノズルからの液体の吐出頻度等の要因により変化する。液体の粘度が変動すると、ノズルから液体を安定して吐出することが困難になるおそれがある。

【0007】

そこで本発明は、供給マニホールド及び帰還マニホールドと、各マニホールドを接続し且つノズルが連結された複数の個別流路とを備える液体吐出装置において、液体の粘度が変動しても、ノズルから液体を安定して吐出可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る液体吐出装置は、内部に液体が流通し、互いに並設された第１マニホールド及び第２マニホールド前記第１マニホールドと前記第２マニホールドとの間を接続する複数の個別流路と、を備え、前記個別流路は、前記第１マニホールドと接続されて前記液体に圧力を付与する第１圧力室と、前記第２マニホールドと接続されて前記液体に圧力を付与する第２圧力室と、前記第１圧力室と接続された第１ディセンダと、前記第２圧力室と接続された第２ディセンダと、前記第１ディセンダと前記第２ディセンダとを接続する連結路と、を有し、前記連結路には、前記液体の流通方向に離隔して配置され、且つ、形状が異なる複数のノズルが連結されている。

【0009】

上記構成によれば、形状が異なる複数のノズルが連結路に液体の流通方向に離隔して配置されているので、液体の粘度に応じて液体を吐出すべきノズルを選択し、第１圧力室と第２圧力室とにより液体に圧力を付与することで、選択したノズルから液体を安定して吐出させることができる。これにより、液体の粘度が変動しても、ノズルから液体を安定して吐出できる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、供給マニホールド及び帰還マニホールドと、各マニホールドを接続し且つノズルが連結された複数の個別流路とを備える液体吐出装置において、液体の粘度が変動しても、ノズルから液体を安定して吐出できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係るプリンタの概略構成図である。

【図2】図１の液体吐出ヘッドの部分的な上面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。

【図4】第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの部分的な断面図である。

【図5】第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの部分的な断面図である。

【図6】第４実施形態に係る液体吐出ヘッドの部分的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して各実施形態を説明する。

【0013】

（第１実施形態）
［プリンタの全体構成］
図１は、第１実施形態に係るプリンタ１の概略構成図である。プリンタ１は、液体吐出装置の一例であって、ここではライン式であるが、これに限定されない。図１に示すように、プリンタ１は、液体吐出ヘッド３、プラテン４、搬送ローラ５，６、配管７、加圧タンクＴ１、負圧タンクＴ２、供給タンクＴ３、エアポンプＰ１，Ｐ２、液体ポンプＰ３、及び制御部８を備える。プリンタ１が吐出する液体は、一例として、色材成分を含むインクであるが、これに限定されず、所定成分を含むその他の液体であってもよい。

【0014】

液体吐出ヘッド３は、一例としてインクジェットヘッドであり、プラテン４と間隔をおいて配置されている。液体吐出ヘッド３は、液体を吐出する複数のノズル（ノズル３１ａ，３１ｂ）、外部から液体が供給される供給口３ａ、及び外部に液体を排出する排出口３ｂを有する。

【0015】

供給口３ａには、配管７の一端が接続され、排出口３ｂには、配管７の他端が接続されている。配管７の途中には、供給口３ａ側から排出口３ｂ側へ向かって、加圧タンクＴ１、液体ポンプＰ３、及び負圧タンクＴ２がこの順序で接続されている。加圧タンクＴ１には液体が貯留されている。加圧タンクＴ１には、空気により液体を加圧するエアポンプＰ１と、液体を加圧タンクＴ１へ供給する供給タンクＴ３とが接続されている。エアポンプＰ１が加圧タンクＴ１内の空気の圧力を高めることにより、加圧タンクＴ１に貯留された液体は、加圧されて配管７に供給される。
配管７は、液体吐出ヘッド３に供給される液体が流通する供給流路７ａと、液体吐出ヘッド３から吐出される液体が流通する帰還流路７ｂとを有する。供給流路７ａは、タンクＴ１～Ｔ３と、後述する液体吐出ヘッド３の第１マニホールド３０ａとを接続する。一例として、供給流路７ａは、加圧タンクＴ１に直接的に接続され、負圧タンクＴ２及び供給タンクＴ３に間接的に接続されている。帰還流路７ｂは、タンクＴ１～Ｔ３と、後述する第２マニホールド３０ｂとを接続する。一例として帰還流路７ｂは、負圧タンクＴ２に直接的に接続され、加圧タンクＴ１及び供給タンクＴ３に間接的に接続されている。

【0016】

負圧タンクＴ２には、液体が貯留されている。負圧タンクＴ２には、空気により液体を減圧するエアポンプＰ２が接続されている。エアポンプＰ２が負圧タンクＴ２内の空気を減圧することにより、配管７を流通する液体の一部が、負圧タンクＴ２内へ吸い上げられる。

【0017】

液体ポンプＰ３は、配管７のうちのタンクＴ１，Ｔ２の間の部分に配置されている。液体ポンプＰ３は、負圧タンクＴ２から加圧タンクＴ１へ液体を供給する。プリンタ１では、ポンプＰ１～Ｐ３の駆動に伴い、液体が配管７及び液体吐出ヘッド３の各内部を循環する。

【0018】

プラテン４は、液体吐出ヘッド３のノズル３１ａ，３１ｂと対向して配置され、主走査方向と、主走査方向に垂直な所定の搬送（副走査）方向とに延びている。プラテン４には、記録シートＭが載置される。搬送ローラ５，６は、搬送方向に記録シートＭを搬送する。搬送ローラ５は、液体吐出ヘッド３よりも搬送方向上流側に配置され、搬送ローラ６は、液体吐出ヘッド３よりも搬送方向下流側に配置されている。

【0019】

制御部８は、ポンプＰ１～Ｐ３、ローラ５，６、及び複数のアクチュエータ４１（図３参照）を個別に制御する。このように制御部８は、一例として、ポンプＰ１～Ｐ３を制御するポンプ制御部と、アクチュエータ４１を制御するアクチュエータ制御部とを兼ねている。なお、ポンプＰ１～Ｐ３とアクチュエータ４１とは、別々の制御部により制御されてもよい。

【0020】

制御部８は、演算部と記憶部とを有する。本実施形態の制御部８は、演算部としてＣＰＵを有し、記憶部としてＲＯＭ及びＲＡＭを有する。制御部８が有するＣＰＵ７０の個数は、単一又は複数のいずれでもよい。ＲＯＭには、ＣＰＵがポンプＰ１～Ｐ３とアクチュエータ４１とを制御するための制御プログラムが格納されている。

【0021】

プリンタ１では、制御部８の制御により、記録シートＭが搬送ローラ５，６により搬送方向に搬送される際、液体吐出ヘッド３のノズル３１ａ，３１ｂから液体（インク）が吐出される。これにより、記録シートＭが印刷される。なおプリンタ１は、種類の異なる液体（例えば色が異なるインク）を吐出する複数の液体吐出ヘッド３を備えていてもよい。

【0022】

［液体吐出ヘッド］
図２は、図１の液体吐出ヘッド３の部分的な上面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。詳細を後述するように、液体吐出ヘッド３は、前記複数のノズルとして、形状の異なるノズル３１ａ，３１ｂを有している。液体吐出ヘッド３は、制御部８により、液体の粘度に応じて、複数のノズルのうちの特定のノズルから液体を吐出可能に構成されている。

【0023】

具体的に液体吐出ヘッド３は、複数のプレート３１～４０を重ねてなる流路ユニット３０と、流路ユニット３０に重ねて配置された複数のアクチュエータ４１とを有する。

【0024】

プレート３１は、複数のプレート３１～４０のうち、プラテン４に最も近接して配置されるノズルプレートであって、厚み方向に貫通する複数のノズル３１ａ，３１ｂを有する。本実施形態のプレート３１には、複数のノズル３１ａで構成される複数のノズル列Ｑ（Ｑａ）が、搬送方向（図３では左右方向）に間隔をおいて並設されている。ノズル列Ｑａ中の各ノズル３１ａは、主走査方向（図２では上下方向であり、図３では紙面に垂直な方向）に間隔をおいて配置されている。またプレート３１には、複数のノズル３１ｂで構成される複数のノズル列Ｑ（Ｑｂ）が、搬送方向に間隔をおいて並設されている。ノズル列Ｑｂ中の各ノズル３１ｂは、主走査方向に間隔をおいて配置されている。本実施形態では、ノズル列Ｑａとノズル列Ｑｂとが、搬送方向に交互に配置されている。

【0025】

流路ユニット３０は、第１マニホールド３０ａ、第２マニホールド３０ｂ、及び複数の個別流路３０ｃを有する。第１マニホールド３０ａと第２マニホールド３０ｂは、長尺状であり、内部に液体が流通し、互いに搬送方向に並設されている。一例として、第１マニホールド３０ａと第２マニホールド３０ｂは、主走査方向に沿って延び、主走査方向の一端側で接続されている。第１マニホールド３０ａと第２マニホールド３０ｂとの流路断面形状は、本実施形態では同様であり、幅方向寸法が高さ方向寸法よりも大きい矩形状である。

【0026】

個別流路３０ｃは、第１マニホールド３０ａと第２マニホールド３０ｂとの間を接続している。個別流路３０ｃは、第１絞り３０ｄ、第２絞り３０ｅ、第１ディセンダ３０ｆ、第２ディセンダ３０ｇ、連結路３０ｈ、第１圧力室３０ｉ、及び第２圧力室３０ｊを有する。

【0027】

第１絞り３０ｄは、第１マニホールド３０ａと接続されている。第１絞り３０ｄは、プレート３９の厚み方向に第１マニホールド３０ａよりもアクチュエータ４１側となる位置に配置され、第１マニホールド３０ａの幅方向内側から外側に向けて（搬送方向に）延びている。一例として、第１絞り３０ｄの上流端は、第１マニホールド３０ａに接続され、下流端は、第１圧力室３０ｉに接続されている。第１絞り３０ｄの上流端の開口は、プレート３７，３８により画定されている。第１絞り３０ｄの下流端の開口は、プレート３８，３９により画定されている。

【0028】

第２絞り３０ｅは、第２マニホールド３０ｂと接続されている。第２絞り３０ｅは、プレート３９の厚み方向に第２マニホールド３０ｂよりもアクチュエータ４１側となる位置に配置され、第２マニホールド３０ｂの幅方向内側から外側に向けて（搬送方向に）延びている。一例として、第２絞り３０ｅの上流端は、第２圧力室３０ｊに接続され、下流端は、第２マニホールド３０ｂに接続されている。第２絞り３０ｅの上流端の開口は、隣接するプレート３８，３９により画定されている。第２絞り３０ｅの下流端の開口は、プレート３７，３８により画定されている。

【0029】

第１ディセンダ３０ｆは、プレート３１の厚み方向に延び、第１圧力室３０ｉと接続されている。本実施形態の第１ディセンダ３０ｆは、上流端が第１圧力室３０ｉと接続され、下流端が連結路３０ｈと接続されている。

【0030】

第２ディセンダ３０ｇは、プレート３１の厚み方向に延び、第２圧力室３０ｊと接続されている。本実施形態の第２ディセンダ３０ｇは、上流端が連結路３０ｈと接続され、下流端が第２圧力室３０ｊと接続されている。

【0031】

第１ディセンダ３０ｆの上流端及び第２ディセンダ３０ｇの下流端の各開口は、プレート３８により画定されている。第１ディセンダ３０ｆの下流端及び第２ディセンダ３０ｇの上流端は、プレート３４により画定されている。

【0032】

連結路３０ｈは、プレート３１の表面に沿って延びている。連結路３０ｈには、液体の流通方向に離隔して配置された複数のノズル（ここではノズル３１ａ，３１ｂ）が連結されている。本実施形態の連結路３０ｈには、ノズル３１ａ，３１ｂが液体の流通方向に離隔して配置されている。連結路３０ｈの上流端及び下流端は、プレート３３，３４により画定されている。

【0033】

ここで連結路３０ｈには、ポンプＰ１～Ｐ３の駆動時であり且つアクチュエータ４１の非駆動時に、小径ノズル３１ａと大径ノズル３１ｂとで挟まれた連結路３０ｈの流通方向の途中に液体の圧力がゼロとなる位置が設けられている。

【0034】

第１圧力室３０ｉは、液体の流通方向における第１絞り３０ｄと第１ディセンダ３０ｆとの間に配置され、第１絞り３０ｄを介して第１マニホールド３０ａと接続されている。第１圧力室３０ｉは、第１絞り３０ｄから供給される液体に圧力を付与して液体を第１ディセンダ３０ｆに供給する。第１圧力室３０ｉは、第１マニホールド３０ａの幅方向（搬送方向）に延びている。第１圧力室３０ｉの上端は、厚み方向に弾性変形可能なプレート（振動板）４０により画定されている。

【0035】

第２圧力室３０ｊは、液体の流通方向における第２絞り３０ｅと第２ディセンダ３０ｇとの間に配置され、第２絞り３０ｅを介して第２マニホールド３０ｂと接続されている。第２圧力室３０ｊは、第２ディセンダ３０ｇを通過した液体に圧力を付与して液体を第２絞り３０ｅに供給する。第２圧力室３０ｊは、第２マニホールド３０ｂの幅方向（搬送方向）に延びている。第２圧力室３０ｊの上端は、プレート４０により画定されている。

【0036】

複数のアクチュエータ４１は、複数の個別流路３０ｃの各々において、第１圧力室３０ｉと第２圧力室３０ｊとに個別に対応して設けられ、第１圧力室３０ｉ内及び第２圧力室３０ｊ内の液体に圧力を付与する。アクチュエータ４１は、プレート３９のうち圧力室３０ｉ，３０ｊと厚み方向に重なる位置に配置されている。

【0037】

アクチュエータ４１は、共通電極４２、圧電層４３、及び個別電極４４を有する。共通電極４２、圧電層４３、及び個別電極４４は、プレート３９の圧力室３０ｉ，３０ｊとは反対側の面に、この順に重ねて配置されている。共通電極４２と圧電層４３とは、１つのノズル列Ｑに共通して配置され、個別電極４４は、各圧力室３０ｉ，３０ｊに個別に対応して配置されている。圧電層４３は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を含む圧電材料からなる。

【0038】

共通電極４２は、グランド電位に保持されている。個別電極４４は、プリンタ１が備える不図示のドライバＩＣに接続されている。各個別電極４４の電位は、このドライバＩＣにより個別に、グランド電位又は所定の駆動電位に設定される。圧電層４３の共通電極４２と個別電極４４とに挟まれた各部分は、個別電極４４の通電時にはプレート３９の厚み方向に分極された活性部として機能する。

【0039】

アクチュエータ４１では、ノズル３１ａ，３１ｂから液体を吐出させないとき（待機状態）には、全個別電極４４が共通電極４２と同様にグランド電位に保持される。またアクチュエータ４１では、ノズル３１ａ，３１ｂのうち、特定のノズルから液体を吐出させるときには、この特定のノズルと連通する圧力室３０ｉ，３０ｊに対応する個別電極４４の電位が、制御部８により所定の駆動電位に切り換えられる。これにより当該アクチュエータ４１は、圧力室３０ｉ，３０ｊ側に突出するように変形する。

【0040】

その結果、圧力室３０ｉ，３０ｊの容積が縮小して圧力室３０ｉ，３０ｊ内の液体の圧力（正圧）が上昇し、特定のノズルから液体が吐出される。液体の吐出後、個別電極４４の電位はグランド電位に戻される。これにより当該アクチュエータ４１は、変形前の状態に戻る。

【0041】

また制御部８は、全てのノズル３１ａ，３１ｂのうち、液体を吐出しないノズルに対応するアクチュエータ４１を、液体に対して後退状態に変形させる。このときアクチュエータ４１は、圧力室３０ｉ，３０ｊ側から退避して窪むように変形する。

【0042】

その結果、圧力室３０ｉ，３０ｊの容積が拡大して圧力室３０ｉ，３０ｊ内の液体の圧力が負圧となる。これにより、液体を吐出させたくないノズルから液体が吐出されるのが抑制される。

【0043】

ここで液体吐出ヘッド３の連結路３０ｈには、液体の流通方向に離隔して配置され、且つ、形状が異なる複数のノズルが連結されている。ここで言う「形状が異なる」とは、例えば、ノズルの吐出口径が異なる場合と、ノズルの開口形状が異なる場合とを含む。

【0044】

本実施形態では、この複数のノズルは、吐出口径が異なる２以上のノズルを含む。液体吐出ヘッド３は、この吐出口径が異なる２以上のノズルとして、ノズル３１ａ，３１ｂを有する。ノズル３１ａは、吐出口径が小さい小径ノズルであり、ノズル３１ｂは、小径ノズル３１ａよりも吐出口径が大きい大径ノズルである。小径ノズル３１ａは、連結路３０ｈの流通方向の上流側に配置されている。大径ノズル３１ｂは、連結路３０ｈの小径ノズル３１ａよりも流通方向の下流側に配置されている。

【0045】

また本実施形態の制御部８は、第１圧力室３０ｉと第２圧力室３０ｊとでアクチュエータ４１により液体に付与した圧力が、上記複数のノズルに含まれる特定の１のノズル（ここではノズル３１ａ，３１ｂのうちいずれかのノズル）内の液体に同時に及ぶように、アクチュエータ４１を制御する。

【0046】

ここで本実施形態のプリンタ１は、オペレータにより、使用中の液体の状態に応じて、ノズル３１ａ，３１ｂのうちいずれかを、液体の吐出に用いる特定のノズルとして選択するように制御部８が設定されている。

【0047】

上記構成を有する液体吐出ヘッド３では、ポンプＰ１～Ｐ３を駆動することにより、第１マニホールド３０ａ内の液体に正圧が付与され、第２マニホールド３０ｂ内の液体に負圧が付与される。これによりポンプＰ１～Ｐ３は、タンクＴ１～Ｔ３内の液体が、供給流路７ａ、第１マニホールド３０ａ、個別流路３０ｃ、第２マニホールド３０ｂ、及び帰還流路７ｂを順に経るよう、液体に圧力を付与する。第２マニホールド３０ｂ内を流通した液体は、第１マニホールド３０ａ内に戻されるように循環する。

【0048】

この状態で、特定のアクチュエータ４１が駆動されると、このアクチュエータ４１に対応する圧力室３０ｉ，３０ｊ内の液体に正圧が付与される。これにより、第１ディセンダ３０ｆ、連結路３０ｈ、及び第２ディセンダ３０ｇ内の液体に正圧が付与され、ノズル３１ａ，３１ｂのうち、上記特定のアクチュエータ４１に対応する特定ノズルから液体が吐出される。この液体により、記録シートＭが印刷される。

【0049】

ここで従来、液体吐出装置内の液体の粘度は、例えば液体の種類、成分濃度、装置外の気温、及び、ノズルからの液体の吐出頻度等の要因により変化する。液体の粘度が変動すると、液体吐出装置の駆動中にノズルから液体を安定して吐出することが困難になるおそれがある。これにより、例えば液体がインクである場合、液体吐出装置を用いて、記録シートに適切に印刷処理を行えないおそれがある。

【0050】

これに対して液体吐出ヘッド３では、形状が異なる複数のノズル３１ａ，３１ｂが連結路３０ｈに液体の流通方向に離隔して配置されているので、液体の粘度に応じて液体を吐出すべきノズルを選択し、第１圧力室３０ｉと第２圧力室３０ｊとにより液体に圧力を付与することで、選択したノズルから液体を安定して吐出させることができる。これにより、液体の粘度が変動しても、ノズルから液体を安定して吐出できる。

【0051】

また制御部８は、第１圧力室３０ｉと第２圧力室３０ｊとにおいてアクチュエータ４１により液体に付与した圧力が、複数のノズル３１ａ，３１ｂに含まれる特定の１のノズル内の液体に同時に及ぶように、アクチュエータ４１を制御する。このようにアクチュエータ４１を制御することで、液体の粘度に応じたノズルを選択して、当該ノズルから液体を安定して吐出できる。

【0052】

また液体吐出ヘッド３の複数のノズル３１ａ，３１ｂは、吐出口径が異なる２以上のノズルを含むので、液体の粘度に応じ吐出口径のノズルを選択することにより、広い粘度域の液体を安定して当該ノズルから液体を安定して吐出できる。

【0053】

また液体吐出ヘッド３は、液体を貯留するタンクＴ１～Ｔ３と、タンクＴ１～Ｔ３と第１マニホールド３０ａとを接続する供給流路７ａと、タンクＴ１～Ｔ３と第２マニホールド３０ｂとを接続する帰還流路７ｂと、タンクＴ１～Ｔ３内の液体が、供給流路７ａ、第１マニホールド３０ａ、個別流路３０ｃ、第２マニホールド３０ｂ、及び帰還流路７ｂ、を順に経るよう、液体に圧力を付与するポンプＰ１～Ｐ３とを備える。これにより、個別流路３０ｃにエアが混入した場合でも、循環される液体と共にエアを個別流路３０ｃから除去でき、ノズル３１ａ，３１ｂから液体を安定して吐出できる。

【0054】

また液体吐出ヘッド３では、複数のノズルは、連結路３０ｈの流通方向の上流側に配置された吐出口径が小さい小径ノズル３１ａと、ディセンダ３０ｆの小径ノズル３１ａよりも流通方向の下流側に配置された吐出口径が大きい大径ノズル３１ｂとを含む。ここでポンプＰ１～Ｐ３の駆動時であり且つアクチュエータ４１の非駆動時には、上流側のノズル３１ａに正圧が及び、下流側のノズル３１ｂに負圧が及ぶ。下流側のノズル３１ｂには、負圧により液面が引き込まれるため、液体が漏れにくい。従って、このように連結路３０ｈの上流側に小径ノズル３１ａを配置し、下流側に大径ノズル３１ｂを配置することで、意図しない圧力や振動が液体に掛かった場合に、各ノズル３１ａ，３１ｂから液体が漏れ出るのを防止できる。

【0055】

［変形例］
以下、第１実施形態の各変形例について説明する。第１変形例では、小径ノズル３１ａにより吐出可能な液体の粘度の上限値が、大径ノズル３１ｂにより吐出可能な液体の粘度の下限値よりも大きい。これにより第１変形例では、小径ノズル３１ａから吐出可能な液体の粘度域と、大径ノズル３１ｂから吐出可能な粘度域とが重なり、前記上限値と前記下限値との間において液体を吐出不可能な粘度域が存在しない。

【0056】

よって第１変形例では、小径ノズル３１ａ及び大径ノズル３１ｂにより吐出可能な液体の粘度域を大幅に拡大でき、広い粘度域で液体を吐出できる。従って、液体吐出ヘッド３の安定した液体吐出性能を得ることができる。

【0057】

また第２変形例では、制御部８は、第１圧力室３０ｉと第２圧力室３０ｊとの体積を増加させるようにアクチュエータ４１を制御する第１制御と、第１制御後に第１圧力室３０ｉと第２圧力室３０ｊとの体積を減少させて特定ノズルから液体を吐出させるようにアクチュエータ４１を制御する第２制御と、第２制御後に、特定ノズルから液滴が落下する前に、第１圧力室３０ｉと第２圧力室３０ｊとの体積を再び増加させて特定ノズルからの液体の吐出を停止させるようにアクチュエータ４１を制御する第３制御を行う。

【0058】

この第２変形例によれば、特定ノズルから吐出される液滴量を調節できるため、例えば、粘度が高い液体を大径ノズル３１ｂから吐出する場合でも、当該ノズル３１ｂから小さな液滴を吐出させ易くすることができる。

【0059】

また第３変形例では、制御部８の記憶部に、ノズルから吐出する液体の情報である液体情報と、ノズルとを関連付けた関連情報を格納するテーブルが記憶されている。制御部８の演算部は、使用中の液体の種類、成分濃度、装置（プリンタ１）外の気温、及び、ノズルからの液体の吐出頻度のうちの少なくとも１つの液体情報を取得する取得ステップと、取得した液体情報がテーブルに記憶された関連情報中の液体情報と合致するか否かを判定する判定ステップと、前記判定した結果、取得ステップで取得した液体情報と合致する液体情報を含む関連情報をテーブル内から選択する選択ステップと、前記選択した関連情報と対応するノズルを選択するノズル選択ステップとを順次行うように構成されている。

【0060】

この場合、取得ステップにおいて、制御部８の演算部は、オペレータから使用中の液体の種類又は成分濃度についての液体情報を取得できる。また取得ステップにおいて、制御部８の演算部は、プリンタ１に設けた温度計により、装置外の気温についての液体情報を取得できる。また取得ステップにおいて、制御部８の演算部は、予めカウントしたノズルからの液体の吐出回数に基づいて、ノズルからの液体の吐出頻度についての液体情報を取得できる。

【0061】

なお流路ユニット３０は、液体に不要な圧力が及ぶのを防止するため、第１マニホールド３０ａ及び第２マニホールド３０ｂの各下端を画定するダンパを有していてもよい。この場合、ダンパは、プレート３１の厚み方向に往復変位可能に配置される。以下、その他の実施形態について、第１実施形態との差異を中心に説明する。

【0062】

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係る液体吐出ヘッド１０３の部分的な断面図である。図４は、図３に対応する。図４に示すように、液体吐出ヘッド１０３は、液体吐出ヘッド３と共通する構造を有しているが、大径ノズル３１ｂの開口方向（紙面下側）から見て、個別流路３０ｃの連結路３０ｈの長手方向中央が、大径ノズル３１ｂの吐出口内に位置している。

【0063】

ここで仮に、連結路３０ｈの長手方向中央よりも流通方向の上流側で、第１圧力室３０ｉと第２圧力室３０ｊとから伝わる圧力が衝突する場合、衝突位置において、第１圧力室３０ｉから伝わる圧力は、第２圧力室３０ｊから伝わる圧力よりも大きくなる。このため、この場合の２つの圧力の衝突による衝撃は比較的弱い。当該衝撃は、２つの圧力が、連結路３０ｈの長手方向中央で衝突した場合に最も強くなる。

【0064】

そこで第２実施形態では、上記のように大径ノズル３１ｂを配置することで、上記２つの圧力の衝突による衝撃が最も強くなる位置に大径ノズル３１ｂを配置している。これにより液体吐出ヘッド１０３では、大径ノズル３１ｂから液体を効率よく吐出させることができ、対応可能な液体の粘度の下限を拡大できる。また、正圧が及び易い位置に小径ノズル３１ａを配置することにより、小径ノズル３１ａから液体を吐出し易くできる。従って、高粘度の液体でも小径ノズル３１ａから吐出し易くできる。

【0065】

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態に係る液体吐出ヘッド２０３の部分的な断面図である。図５は、図３に対応する。図５に示すように、液体吐出ヘッド２０３の複数のノズルは、個別流路３０ｃの連結路３０ｈの流通方向の上流側に配置された吐出口径が大きい大径ノズル３１ｂと、連結路３０ｈの大径ノズル３１ｂよりも流通方向の下流側に配置された吐出口径が小さい小径ノズル３１ａとを含む。

【0066】

ここで、第１ディセンダ３０ｆ中の液体には、上流側から下流側に向けて、大径ノズル３１ｂに近接する方向に正圧が及び易い。従って上記構成によれば、連結路３０ｈの正圧が及び易い位置に大径ノズル３１ｂを配置でき、大径ノズル３１ｂから液体を吐出し易くできる。これにより、高粘度の液体を大径ノズル３１ｂから吐出し易くできる。また、連結路３０ｈの負圧が比較的及び易い位置に小径ノズル３１ａを配置でき、小径ノズル３１ａ内の液体が外気に触れて乾燥するのを防止できる。

【0067】

（第４実施形態）
図６は、第４実施形態に係る液体吐出ヘッド３０３の部分的な断面図である。図６は、図３に対応する。図６に示すように、液体吐出ヘッド３０３は、小径ノズル３１ａの開口方向（紙面下側）から見て、個別流路３０ｃの連結路３０ｈの長手方向中央が、小径ノズル３１ａの吐出口内に位置している。

【0068】

上記構成によれば、第３実施形態で奏される効果に加えて、第１圧力室３０ｉ及び第２圧力室３０ｊの両方からの圧力が及び易い位置に小径ノズル３１ａを配置することにより、液体を小径ノズル３１ａから吐出し易くできる。

【0069】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その構成を変更、追加、又は削除できる。流路ユニット３０を構成するプレートの枚数は限定されず、適宜変更可能である。液体吐出装置の方式は、アクチュエータ４１（ピエゾ素子）を用いたピエゾ方式に限定されず、例えば、液体を加熱発泡させることによりノズルから吐出するサーマルジェット方式であってもよい。また上記実施形態及び各変形例では、１つの特定ノズルから液体を吐出する場合を例示したが、複数の特定ノズルから同時に液体を吐出してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0070】

以上のように本発明は、長尺状の第１マニホールド及び第２マニホールドと、各マニホールドを接続する複数の個別流路とを備える液体吐出装置において、液体の粘度の変動により液体吐出性能が変動するのを防止できる優れた効果を有する。従って、この効果の意義を発揮できる液体吐出装置に本発明を広く適用すると有益である。

【符号の説明】

【0071】

Ｐ１，Ｐ２ エアポンプ（ポンプ）
Ｔ１ 加圧タンク（タンク）
Ｔ２ 負圧タンク（タンク）
Ｔ３ 供給タンク（タンク）
Ｐ３ 液体ポンプ（ポンプ）
３，１０３，２０３，３０３ 液体吐出ヘッド
７ａ 供給流路
７ｂ 帰還流路
８ 制御部
３０ａ 第１マニホールド
３０ｂ 第２マニホールド
３０ｃ 個別流路
３０ｆ 第１ディセンダ
３０ｇ 第２ディセンダ
３０ｈ 連結路
３０ｉ 第１圧力室
３０ｊ 第２圧力室
３１ａ 大径ノズル
３１ｂ 小径ノズル
４１ アクチュエータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】