JP2022175560A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出装置の低コスト化を図りつつ、インクの増粘を低減する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、ノズルが設けられた複数の個別流路と、複数の個別流路に液体を供給する共通供給流路と、複数の個別流路から液体を排出させる共通排出流路と、複数の個別流路を迂回して共通供給流路と共通排出流路とを連通させるバイパス流路と、を有し、バイパス流路と複数の個別流路の合成流路抵抗は、共通供給流路の流路抵抗よりも大きく、かつ、共通排出流路の流路抵抗よりも大きい。【選択図】図１１

Description

本発明は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。

インクジェット方式のプリンターに代表される液体吐出装置では、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されるように、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッド内の液体を循環させる構成を有する場合がある。

特許文献１に記載のヘッドは、ノズル開口に連通する複数の圧力発生室と、複数の圧力発生室に連通する第１マニホールドおよび第２マニホールドと、これらのマニホールド間を圧力発生室とは別系統で接続するバイパス流路と、を有する。ここで、第１マニホールドには、ポンプの駆動力により、インクカートリッジからインクが供給される。当該インクは、第１マニホールドから圧力発生室またはバイパス流路を介して第２マニホールドに流入した後、インクカートリッジに戻る経路で循環される。特許文献１では、バイパス流路の流路抵抗をＲとし、圧力発生室を含んで２つのマニホールド間を接続する流路の流路抵抗をｒとし、ノズル開口の数をＮとしたとき、Ｒ＜ｒ／Ｎを満たす。

特許文献２に記載のヘッドは、ノズルと連通する複数の圧力室と、圧力室に液供給路を通じて供給される液を貯留する供給側共通流路と、圧力室から液循環路を通じて回収される液を貯留する循環側共通流路と、供給側共通流路から液を循環側共通流路に流すバイパス用流路と、を有する。ここで、バイパス用流路の流路抵抗をＲとし、圧力室の数をＮとし、液供給路から圧力室を経て液循環路までの流路抵抗をｒとしたとき、ｒ／Ｎ＜Ｒ＜ｒの関係を満たす。

特開２０１３－１８４３７２号公報

特開２０１０－２１４８４７号公報

前述の特許文献１および特許文献２に記載の構成では、低コスト化を図りつつ、インクの増粘を低減することができないという課題がある。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体吐出ヘッドは、ノズルが設けられた複数の個別流路と、前記複数の個別流路に液体を供給する共通供給流路と、前記複数の個別流路から液体を排出させる共通排出流路と、前記複数の個別流路を迂回して前記共通供給流路と前記共通排出流路とを連通させるバイパス流路と、を有し、前記バイパス流路と前記複数の個別流路の合成流路抵抗は、前記共通供給流路の流路抵抗よりも大きく、かつ、前記共通排出流路の流路抵抗よりも大きい。

本発明の好適な態様に係る液体吐出装置は、前述の態様の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドによる液体の吐出動作を制御する制御部と、を有する。

実施形態に係る液体吐出装置の構成例を示す概略図である。 実施形態に係る液体吐出ヘッドを有する液体吐出モジュールの斜視図である。 図２に示す液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 液体吐出ヘッドの有するヘッド本体の流路を模式的に示す平面図である。 液体吐出ヘッドの有するヘッド本体の断面図である。 ホルダーの平面図である。 ホルダーに設けられる流路とヘッド本体とを示す斜視図である。 図６中のＡ－Ａ線断面図である。 流路構造体の平面図である。 図９中のＢ－Ｂ線断面図である。 液体吐出ヘッドに設けられる流路の等価的な回路図である。 実施形態に係る液体吐出装置の動作の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。

以下の説明は、便宜上、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、Ｘ軸に沿う一方向がＸ１方向であり、Ｘ１方向と反対の方向がＸ２方向である。Ｘ１方向またはＸ２方向は、「第２方向」の一例である。同様に、Ｙ軸に沿って互いに反対の方向がＹ１方向およびＹ２方向である。Ｙ１方向またはＹ２方向は、「第３方向」の一例である。また、Ｚ軸に沿って互いに反対の方向がＺ１方向およびＺ２方向である。Ｚ１方向またはＺ２方向は、「第１方向」の一例である。

ここで、典型的には、Ｚ軸が鉛直な軸であり、Ｚ２方向が鉛直方向での下方向に相当する。ただし、Ｚ軸は、鉛直な軸でなくともよく、鉛直な軸に対して傾斜してもよい。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、例えば、８０°以上１００°以下の範囲内の角度で交差すればよい。なお、「第２方向」は、Ｚ軸に直交する方向であればよく、例えば、Ｙ１方向またはＹ２方向でもよい。「第３方向」は、「第１方向」および「第２方向」の両方に直交すればよく、例えば、「第２方向」がＹ１方向またはＹ２方向である場合、Ｘ１方向またはＸ２方向である。

１．実施形態
１－１．液体吐出装置１００

図１は、実施形態に係る液体吐出装置１００の構成例を示す概略図である。液体吐出装置１００は、液体の一例であるインクを液滴として媒体Ｍに吐出するインクジェット方式の印刷装置である。本実施形態の液体吐出装置１００は、インクを吐出する複数のノズルが媒体Ｍの幅方向での全範囲にわたり分布する、いわゆるライン方式の印刷装置である。媒体Ｍは、典型的には印刷用紙である。なお、媒体Ｍは、印刷用紙に限定されず、例えば、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象でもよい。

図１に示すように、液体吐出装置１００は、液体容器１１０と、「制御部」の一例である制御ユニット１２０と、搬送機構１３０と、液体吐出モジュール１４０と、循環機構１５０と、を有する。

液体容器１１０は、インクを貯留する容器である。液体容器１１０の具体的な態様としては、例えば、液体吐出装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、および、インクを補充可能なインクタンクが挙げられる。なお、液体容器１１０に貯留されるインクの種類は任意である。

本実施形態の液体容器１１０は、図示しないが、第１液体容器と第２液体容器とを含む。第１液体容器には、第１インクが貯留される。第２液体容器には、第１インクと異なる種類の第２インクが貯留される。例えば、第１インクおよび第２インクは、互いに異なる色のインクである。なお、第１インクと第２インクとが同じ種類のインクであってもよい。

制御ユニット１２０は、液体吐出装置１００の各要素の動作を制御する。制御ユニット１２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の１または複数の処理回路と、半導体メモリー等の１または複数の記憶回路とを含む。当該記憶回路には、各種プログラムおよび各種データが記憶される。当該処理回路は、当該プログラムを実行するとともに当該データを適宜使用することにより各種制御を実現する。

搬送機構１３０は、制御ユニット１２０による制御のもとで、媒体Ｍを方向ＤＭに搬送する。本実施形態の方向ＤＭは、Ｙ２方向である。図１に示す例では、搬送機構１３０は、Ｘ軸に沿って長尺な搬送ローラーと、当該搬送ローラーを回転させるモーターと、を含む。なお、搬送機構１３０は、搬送ローラーを用いる構成に限定されず、例えば、媒体Ｍを外周面に静電力等により吸着させた状態で搬送するドラムまたは無端ベルトを用いる構成でもよい。

液体吐出モジュール１４０は、制御ユニット１２０による制御のもとで、液体容器１１０から循環機構１５０を介して供給されるインクを複数のノズルのそれぞれからＺ２方向に媒体Ｍに吐出する。液体吐出モジュール１４０は、Ｘ軸の方向における媒体Ｍの全範囲にわたり複数のノズルが分布するように配置される複数の液体吐出ヘッド１０を有するラインヘッドである。つまり、複数の液体吐出ヘッド１０の集合体は、Ｘ軸に沿う方向に延びる長尺なラインヘッドを構成する。複数の液体吐出ヘッド１０からのインクの吐出が搬送機構１３０による媒体Ｍの搬送に並行して行われることにより、媒体Ｍの表面にインクによる画像が形成される。なお、１つの液体吐出ヘッド１０の有する複数のノズルがＸ軸に沿う方向での媒体Ｍの全範囲にわたり分布するように配置されてもよく、この場合、例えば、液体吐出モジュール１４０は、当該１つの液体吐出ヘッド１０で構成される。

液体吐出モジュール１４０には、循環機構１５０を介して液体容器１１０が接続される。循環機構１５０は、制御ユニット１２０による制御のもとで、液体吐出モジュール１４０にインクを供給するとともに、液体吐出モジュール１４０から排出されるインクを液体吐出モジュール１４０への再供給のために回収する機構である。循環機構１５０は、例えば、インクを貯留するサブタンクと、サブタンクから液体吐出モジュール１４０にインクを供給するための供給流路と、液体吐出モジュールからインクをサブタンクに回収するための回収流路と、インクを適宜に流動させるためのポンプと、を有する。これらは、前述の第１液体容器および第２液体容器のそれぞれについて容器ごとに設けられる。以上の循環機構１５０の動作により、インクの粘度上昇を抑えたり、インク内の気泡の滞留を低減したりすることができる。

１－２．液体吐出モジュール１４０
図２は、実施形態に係る液体吐出ヘッド１０を有する液体吐出モジュール１４０の斜視図である。図２に示すように、液体吐出モジュール１４０は、支持体４１と複数の液体吐出ヘッド１０とを有する。支持体４１は、複数の液体吐出ヘッド１０を支持する部材である。図２に示す例では、支持体４１は、金属等で構成される板状部材であり、複数の液体吐出ヘッド１０を取り付けるための取付孔４１ａが設けられる。取付孔４１ａには、複数の液体吐出ヘッド１０がＸ軸に沿う方向に並ぶ状態で挿入されており、各液体吐出ヘッド１０は、支持体４１に対してネジ止め等により固定される。図２では、２個の液体吐出ヘッド１０が代表的に図示される。なお、液体吐出モジュール１４０における液体吐出ヘッド１０の数は、任意である。また、支持体４１の形状等も、図２に示す例に限定されず、任意である。

１－３．液体吐出ヘッド１０
図３は、図２に示す液体吐出ヘッド１０の分解斜視図である。図３に示すように、液体吐出ヘッド１０は、流路構造体１１と配線基板１２とホルダー１３と複数のヘッド本体１４＿１、１４＿２、１４＿３、１４＿４、１４＿５および１４＿６と固定板１５とベース１６とを有する。これらは、Ｚ２方向に向かって、ベース１６、流路構造体１１、配線基板１２、ホルダー１３、複数のヘッド本体１４＿１、１４＿２、１４＿３、１４＿４、１４＿５および１４＿６、固定板１５の順に配置される。以下、液体吐出ヘッド１０の各部を順次説明する。なお、以下では、ヘッド本体１４＿１、１４＿２、１４＿３、１４＿４、１４＿５および１４＿６のそれぞれをヘッド本体１４という場合がある。

流路構造体１１は、循環機構１５０と複数のヘッド本体１４との間でインクを流すための流路が内部に設けられる構造体である。流路構造体１１には、図３に示すように、接続管１１ａ、接続管１１ｂ、接続管１１ｃ、接続管１１ｄおよび孔１１ｅが設けられる。

ここで、図３では図示を省略するが、流路構造体１１の内部には、第１供給流路、第２供給流路、第１排出流路および第２排出流路等の流路が設けられる。第１供給流路は、第１インクを複数のヘッド本体１４に供給するための流路である。第２供給流路は、第２インクを複数のヘッド本体１４に供給するための流路である。これらの供給流路のそれぞれの途中には、異物等を捕捉するためのフィルターが設置される。第１排出流路は、複数のヘッド本体１４から第１インクを排出するための流路である。第２排出流路は、複数のヘッド本体１４から第２インクを排出するための流路である。なお、流路構造体１１の流路については、後述の図９および図１０に基づいて説明する。

接続管１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄは、Ｚ１方向に突出する管体である。より具体的には、接続管１１ａは、第１供給流路に第１インクを供給するための流路を構成する管体である。また、接続管１１ｂは、第２供給流路に第２インクを供給するための流路を構成する管体である。一方、接続管１１ｃは、第１排出流路から第１インクを排出するための流路を構成する管体である。また、接続管１１ｄは、第２排出流路から第２インクを排出するための流路を構成する管体である。孔１１ｅは、後述のコネクター１２ｃを挿入するための孔である。

配線基板１２は、複数のヘッド本体１４と後述の集合基板１６ｂとを電気的に接続するための実装部品である。配線基板１２は、例えば、リジッド配線基板である。配線基板１２は、流路構造体１１とホルダー１３との間に配置されており、配線基板１２における流路構造体１１と対向する面には、コネクター１２ｃが設置される。コネクター１２ｃは、後述の集合基板１６ｂに接続される接続部品である。また、配線基板１２には、複数の孔１２ａおよび複数の開口部１２ｂが設けられる。各孔１２ａは、流路構造体１１とホルダー１３との接続を許容するための孔である。各開口部１２ｂは、ヘッド本体１４と配線基板１２とを接続する配線基板１４ｈが通される孔である。当該配線基板１４ｈは、配線基板１２のＺ１方向を向く面に接続される。配線基板１４ｈは、後述する圧電素子１４ｅと電気的に接続される配線を含む部材であり、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）やＣＯＦ（Chip On Film）等である。

ホルダー１３は、複数のヘッド本体１４を収容および支持する構造体である。ホルダー１３は、例えば、樹脂材料または金属材料等で構成される。ホルダー１３は、Ｚ軸に垂直な方向に拡がる板状をなす。また、ホルダー１３には、接続管１３ａ、接続管１３ｂ、複数の接続管１３ｃ、複数の接続管１３ｄおよび複数の配線孔１３ｅが設けられる。また、図示しないが、ホルダー１３のＺ２方向を向く面には、複数のヘッド本体１４を収容する複数の凹部が設けられる。

本実施形態では、ホルダー１３には、６個のヘッド本体１４＿１～１４＿６が保持される。これらのヘッド本体は、ヘッド本体１４＿１、１４＿４、１４＿２、１４＿５、１４＿３、１４＿６の順に、Ｘ２方向に並ぶ。ここで、ヘッド本体１４＿１～１４＿３は、ヘッド本体１４＿４～１４＿６に対してＹ１方向にずれた位置に配置される。ただし、ヘッド本体１４＿１～１４＿６は、Ｘ１方向またはＸ２方向にみて互いに重なる部分を有する。また、ヘッド本体１４＿１～１４＿６の後述する複数のノズルＮの配列方向ＤＮが互いに平行である。さらに、ヘッド本体１４＿１～１４＿６のそれぞれは、媒体Ｍの搬送方向である方向ＤＭに対して配列方向ＤＮが傾斜するように配置される。

ここで、図３では図示を省略するが、ホルダー１３の内部には、第１分配供給流路、第２分配供給流路、複数の第１個別排出流路、複数の第２個別排出流路および複数のバイパス流路が設けられる。第１分配供給流路は、複数のヘッド本体１４に第１インクを供給するための分岐を有する流路である。第２分配供給流路は、複数のヘッド本体１４に第２インクを供給するための分岐を有する流路である。第１個別排出流路は、第１インクを排出するヘッド本体１４ごとに設けられ、ヘッド本体１４から排出される第１インクを流路構造体１１の第１排出流路に導入するための流路である。第２個別排出流路は、第２インクを排出するヘッド本体１４ごとに設けられ、ヘッド本体１４から排出される第２インクを流路構造体１１の第２排出流路に導入するための流路である。バイパス流路は、ヘッド本体１４ごとに２個ずつ設けられ、後述の第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２とを連通させる迂回流路である。なお、ホルダー１３の流路については、後述の図６から図８に基づいて説明する。

本実施形態では、ヘッド本体１４＿１～１４＿６のうち、ヘッド本体１４＿１~１４＿３に第１インクが供給され、ヘッド本体１４＿４~１４＿６に第２インクが供給される。

接続管１３ａ、１３ｂ、１３ｃおよび１３ｄは、Ｚ１方向に突出する管状の突起である。より具体的には、接続管１３ａは、第１分配供給流路に第１インクを供給するための流路を構成する管体であり、流路構造体１１の第１供給流路に連通する。また、接続管１３ｂは、第２分配供給流路に第２インクを供給するための流路を構成する管体であり、流路構造体１１の第２供給流路に連通する。一方、接続管１３ｃは、第１個別排出流路から第１インクを排出するための流路を構成する管体であり、流路構造体１１の第１排出流路に連通する。また、接続管１３ｄは、第２個別排出流路から第２インクを排出するための流路を構成する管体であり、流路構造体１１の第２排出流路に連通する。配線孔１３ｅは、ヘッド本体１４と配線基板１２とを接続する配線基板１４ｈが通される孔である。

各ヘッド本体１４は、インクを吐出する。具体的には、図３では図示を省略するが、各ヘッド本体１４は、第１インクを吐出する複数のノズルと、第２インクを吐出する複数のノズルと、を有する。これらのノズルは、各ヘッド本体１４のＺ２方向を向く面であるノズル面ＦＮに設けられる。ヘッド本体１４の詳細については、後述の図４に基づいて説明する。

固定板１５は、複数のヘッド本体１４をホルダー１３に対して固定するための板部材である。具体的には、固定板１５は、ホルダー１３との間に複数のヘッド本体１４を挟む状態で配置され、ホルダー１３に対して接着剤により固定される。固定板１５は、例えば、金属材料等で構成される。固定板１５には、当該複数のヘッド本体１４のノズルを露出させるための複数の開口部１５ａが設けられる。図３に示す例では、当該複数の開口部１５ａは、ヘッド本体１４ごとに個別に設けられる。なお、開口部１５ａは、２以上のヘッド本体１４で共用される態様でもよい。

ベース１６は、前述の支持体４１に対して、流路構造体１１、配線基板１２、ホルダー１３、複数のヘッド本体１４、および固定板１５を固定するための部材である。ベース１６は、本体１６ａと集合基板１６ｂとカバー１６ｃとを有する。

本体１６ａは、ホルダー１３に対してネジ止め等により固定されることにより、ベース１６とホルダー１３との間に配置される流路構造体１１および配線基板１２を保持する。本体１６ａは、例えば、樹脂材料等で構成される。本体１６ａは、前述の流路構造体１１の板状部分に対向する板状の部分を有しており、当該板状の部分には、前述の接続管１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄが挿入される複数の孔１６ｄが設けられる。また、本体１６ａは、当該板状の部分からＺ２方向に延びる部分を有しており、当該部分の先端には、前述の支持体４１に固定するためのフランジ１６ｅが設けられる。

集合基板１６ｂは、制御ユニット１２０と前述の配線基板１２とを電気的に接続するための実装部品である。集合基板１６ｂは、例えば、リジット配線基板である。カバー１６ｃは、集合基板１６ｂを保護するとともに集合基板１６ｂを本体１６ａに対して固定するための板状部材である。カバー１６ｃは、例えば、樹脂材料等で構成されており、ネジ止め等により本体１６ａに固定される。

１－４．ヘッド本体１４
図４は、液体吐出ヘッド１０の有するヘッド本体１４の流路を模式的に示す平面図である。以下の説明は、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のほか、Ｖ軸およびＷ軸を適宜に用いて行う。また、Ｖ軸に沿う一方向がＶ１方向であり、Ｖ１方向と反対の方向がＶ２方向である。同様に、Ｗ軸に沿って互いに反対の方向がＷ１方向およびＷ２方向である。

ここで、Ｖ軸は、後述の複数のノズルＮの配列方向に沿う軸であり、Ｙ軸をＺ軸まわりに所定角度で回転させた軸である。Ｗ軸は、Ｘ軸をＺ軸まわりに当該所定角度で回転させた軸である。したがって、Ｖ軸およびＷ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、例えば、８０°以上１００°以下の範囲内の角度で交差すればよい。また、当該所定角度、すなわち、Ｖ軸とＹ軸とのなす角度、または、Ｗ軸とＸ軸とのなす角度は、例えば、４０°以上６０°以下の範囲内である。

図４に示すように、ヘッド本体１４には、複数のノズルＮと複数の個別流路Ｐと第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２とが設けられる。ここで、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２は、複数の個別流路Ｐを介して連通する。また、図４中の二点鎖線で示すように、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２には、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２が接続される。バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２は、複数の個別流路Ｐを迂回して第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２とを連通させる流路であり、ホルダー１３に設けられる。バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の詳細については、後述の図６、図７および図８に基づいて説明する。

ヘッド本体１４は、媒体Ｍに対向する表面を有し、当該表面には、図４に示すように、複数のノズルＮが設けられる。複数のノズルＮは、Ｖ軸に沿って配列される。複数のノズルＮのそれぞれは、Ｚ２方向にインクを吐出する。

ここで、複数のノズルＮの集合は、ノズル列Ｌｎを構成する。また、複数のノズルＮは、所定のピッチで等間隔に配列される。当該所定のピッチは、Ｖ軸に沿う方向における複数のノズルＮの中心間の距離である。

複数のノズルＮのそれぞれには、個別流路Ｐが連通する。複数の個別流路Ｐのそれぞれは、Ｗ軸に沿って延びており、互いに異なるノズルＮに連通する。複数の個別流路Ｐは、Ｖ軸に沿って配列される。

図４に示すように、各個別流路Ｐは、圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂとノズル流路Ｎｆと個別供給流路Ｒａ１と個別排出流路Ｒａ２と第１連通流路Ｎａ１と第２連通流路Ｎａ２とを有する。

各個別流路Ｐにおける圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂのそれぞれは、Ｗ軸に沿って延びており、当該個別流路Ｐに連通するノズルＮから吐出されるインクが貯留される空間である。図４に示す例では、複数の圧力室Ｃａは、Ｖ軸に沿って配列される。同様に、複数の圧力室Ｃｂは、Ｖ軸に沿って配列される。なお、各個別流路Ｐにおいて、Ｖ軸に沿う方向における圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂの位置は、図４に示す例では互いに同じであるが、互いに異なってもよい。なお、以下では、圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂを特に区別しない場合に、これらのそれぞれを「圧力室Ｃ」という場合がある。

各個別流路Ｐにおける圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂとの間には、ノズル流路Ｎｆが配置される。ここで、圧力室Ｃａは、Ｚ軸に沿って延びる第１連通流路Ｎａ１を介してノズル流路Ｎｆに連通する。圧力室Ｃｂは、Ｚ軸に沿って延びる第２連通流路Ｎａ２を介してノズル流路Ｎｆに連通する。

各個別流路Ｐにおいて、ノズル流路Ｎｆは、Ｗ軸に沿って延びる空間である。また、複数のノズル流路Ｎｆは、互いに間隔をあけてＶ軸に沿って配列される。各ノズル流路Ｎｆには、ノズルＮが設けられる。各ノズル流路Ｎｆでは、前述の圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂ内の圧力が変化することで、ノズルＮからインクが吐出される。

第１連通流路Ｎａ１および第２連通流路Ｎａ２のそれぞれは、Ｚ軸に沿って延びる空間である。なお、第１連通流路Ｎａ１および第２連通流路Ｎａ２は、必要に応じて設ければよく、省略してもよい。

複数の個別流路Ｐには、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２が連通する。ここで、圧力室Ｃａは、Ｚ軸に沿って延びる個別供給流路Ｒａ１を介して第１共通液室Ｒ１に連通する。圧力室Ｃｂは、Ｚ軸に沿って延びる個別排出流路Ｒａ２を介して第２共通液室Ｒ２に連通する。

第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２のそれぞれは、複数のノズルＮが分布する全範囲に亘ってＶ軸に沿って延びる空間である。ここで、第１共通液室Ｒ１は、各個別流路ＰのＷ２方向での端に接続される。第１共通液室Ｒ１には、各個別流路Ｐに供給するためのインクが貯留される。一方、第２共通液室Ｒ２は、各個別流路ＰのＷ１方向での端に接続される。第２共通液室Ｒ２には、吐出に供されずに各個別流路Ｐから排出されるインクが貯留される。

第１共通液室Ｒ１には、供給口ＩＯ１と排出口ＩＯ３ａと排出口ＩＯ３ｂとが設けられる。供給口ＩＯ１は、ホルダー１３の分配供給流路ＳＰから第１共通液室Ｒ１にインクを導入するための管路である。排出口ＩＯ３ａは、第１共通液室Ｒ１からバイパス流路ＢＰ１にインクを排出するための管路である。排出口ＩＯ３ｂは、第１共通液室Ｒ１からバイパス流路ＢＰ２にインクを排出するための管路である。なお、分配供給流路ＳＰは、後述の第１分配供給流路ＳＰ１または第２分配供給流路ＳＰ２である。

ここで、分配供給流路ＳＰは、流路構造体１１の供給流路ＣＣを介して循環機構１５０に接続される。したがって、接続管１１ａまたは接続管１１ｂから第１共通液室Ｒ１に至る流路は、複数の圧力室Ｃに対して共通に設けられており、複数の個別流路Ｐにインクを供給する共通供給流路ＣＦ１を構成する。なお、供給流路ＣＣは、後述の第１供給流路ＣＣ１または第２供給流路ＣＣ２である。また、図４では図示しないが、共通供給流路ＣＦ１には、第１共通液室Ｒ１、分配供給流路ＳＰおよび供給流路ＣＣのほか、後述の第１フィルター室ＲＦ１または第２フィルター室ＲＦ２も含まれる。

第２共通液室Ｒ２には、排出口ＩＯ２と導入口ＩＯ４ａと導入口ＩＯ４ｂとが設けられる。排出口ＩＯ２は、第２共通液室Ｒ２からホルダー１３の個別排出流路ＤＳにインクを排出するための管路である。導入口ＩＯ４ａは、バイパス流路ＢＰ１から第２共通液室Ｒ２にインクを導入するための管路である。導入口ＩＯ４ｂは、バイパス流路ＢＰ２から第２共通液室Ｒ２にインクを導入するための管路である。なお、個別排出流路ＤＳは、後述の第１個別排出流路ＤＳ１または第２個別排出流路ＤＳ２である。

ここで、個別排出流路ＤＳは、流路構造体１１の排出流路ＣＭを介して循環機構１５０に接続される。したがって、第２共通液室Ｒ２から接続管１１ａまたは接続管１１ｂに至る流路は、複数の圧力室Ｃに対して共通に設けられており、複数の個別流路Ｐからインクを排出させる共通排出流路ＣＦ２を構成する。なお、排出流路ＣＭは、後述の第１排出流路ＣＭ１または第２排出流路ＣＭ２である。

図５は、液体吐出ヘッド１０の有するヘッド本体１４の断面図である。図５では、Ｗ軸およびＺ軸を含む平面で切断されるヘッド本体１４の断面が示される。ヘッド本体１４は、図５に示すように、ノズル基板１４ａ、流路基板１４ｂ、圧力室基板１４ｃおよび振動板１４ｄと複数の圧電素子１４ｅとケース１４ｆと保護板１４ｇと配線基板１４ｈとを有する。

ノズル基板１４ａ、流路基板１４ｂ、圧力室基板１４ｃおよび振動板１４ｄは、この順にＺ１方向に向かって積層される。これらの各部材は、Ｖ軸に沿って延びており、例えば、半導体加工技術を用いてシリコンの単結晶基板を加工することにより製造される。また、これらの部材は、接着剤等により互いに接合される。なお、これらの部材のうちの隣り合う２つの部材間には、接着層等の他の層または基板が適宜に介在してもよい。

ノズル基板１４ａには、複数のノズルＮが設けられる。複数のノズルＮのそれぞれは、ノズル基板１４ａを貫通しており、インクを通過させる貫通孔である。複数のノズルＮは、Ｖ軸に沿う方向に配列される。

流路基板１４ｂには、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２のそれぞれの一部と複数の個別流路Ｐにおける圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂを除く部分とが設けられる。すなわち、流路基板１４ｂには、ノズル流路Ｎｆ、第１連通流路Ｎａ１、第２連通流路Ｎａ２、個別供給流路Ｒａ１および個別排出流路Ｒａ２が設けられる。

第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２のそれぞれの一部は、流路基板１４ｂを貫通する空間である。流路基板１４ｂのＺ２方向を向く面には、当該空間による開口を閉塞する吸振体１４ｊが設置される。

吸振体１４ｊは、弾性材料で構成される層状部材である。吸振体１４ｊは、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２のそれぞれの壁面の一部を構成しており、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２における圧力変動を吸収する。

ノズル流路Ｎｆは、流路基板１４ｂのＺ２方向を向く面に設けられる溝内の空間である。ここで、ノズル基板１４ａは、ノズル流路Ｎｆの壁面の一部を構成する。

第１連通流路Ｎａ１および第２連通流路Ｎａ２のそれぞれは、流路基板１４ｂを貫通する空間である。

個別供給流路Ｒａ１および個別排出流路Ｒａ２のそれぞれは、流路基板１４ｂを貫通する空間である。個別供給流路Ｒａ１は、第１共通液室Ｒ１と圧力室Ｃａとを連通させており、第１共通液室Ｒ１からのインクを圧力室Ｃａに供給する。ここで、個別供給流路Ｒａ１の一端は、流路基板１４ｂのＺ１方向を向く面に開口する。一方、個別供給流路Ｒａ１の他端は、個別流路Ｐの上流側の端であり、流路基板１４ｂにおける第１共通液室Ｒ１の壁面に開口する。これに対し、個別排出流路Ｒａ２は、第２共通液室Ｒ２と圧力室Ｃｂとを連通させており、圧力室Ｃｂからのインクを第２共通液室Ｒ２に排出する。ここで、個別排出流路Ｒａ２の一端は、流路基板１４ｂのＺ１方向を向く面に開口する。一方、個別排出流路Ｒａ２の他端は、個別流路Ｐの下流側の端であり、流路基板１４ｂにおける第２共通液室Ｒ２の壁面に開口する。

圧力室基板１４ｃには、複数の個別流路Ｐの圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂが設けられる。圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂのそれぞれは、圧力室基板１４ｃを貫通しており、流路基板１４ｂと振動板１４ｄとの間における間隙である。

振動板１４ｄは、弾性的に振動可能な板状部材である。振動板１４ｄは、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）で構成される第１層と、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）で構成される第２層と、を含む積層体である。ここで、第１層と第２層との間には、金属酸化物等の他の層が介在してもよい。なお、振動板１４ｄの一部または全部は、圧力室基板１４ｃと同一材料で一体に構成されてもよい。例えば、所定厚の板状部材における圧力室Ｃに対応する領域について厚さ方向の一部を選択的に除去することで、振動板１４ｄおよび圧力室基板１４ｃを一体に形成することができる。また、振動板１４ｄは、単一材料の層で構成されてもよい。

振動板１４ｄのＺ１方向を向く面には、相異なる圧力室Ｃに対応する複数の圧電素子１４ｅが設置される。各圧電素子１４ｅは、例えば、互いに対向する第１電極および第２電極と、両電極間に配置される圧電体層との積層により構成される。各圧電素子１４ｅは、圧力室Ｃ内のインクの圧力を変動させることで圧力室Ｃ内のインクをノズルＮから吐出させる。圧電素子１４ｅは、駆動信号Ｃｏｍが供給されることにより、自身の変形に伴い、振動板１４ｄを振動させる。この振動に伴って、圧力室Ｃが膨張および伸縮することにより、圧力室Ｃ内のインクの圧力が変動する。

ケース１４ｆは、インクを貯留するためのケースである。ケース１４ｆには、第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２のそれぞれについて流路基板１４ｂに設けられる一部以外の残部を構成する空間が設けられる。

保護板１４ｇは、振動板１４ｄのＺ１方向を向く面に設置される板状部材であり、複数の圧電素子１４ｅを保護するとともに振動板１４ｄの機械的な強度を補強する。ここで、保護板１４ｇと振動板１４ｄとの間には、複数の圧電素子１４ｅを収容する空間が形成される。

配線基板１４ｈは、振動板１４ｄのＺ１方向を向く面に実装されており、制御ユニット１２０とヘッド本体１４とを電気的に接続するための実装部品である。例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の配線基板１４ｈが好適に利用される。配線基板１４ｈには、前述の駆動回路１４ｉが実装される。

以上の構成のヘッド本体１４では、前述の循環機構１５０の動作により、インクが第１共通液室Ｒ１、個別供給流路Ｒａ１、圧力室Ｃａ、ノズル流路Ｎｆ、圧力室Ｃｂ、個別排出流路Ｒａ２および第２共通液室Ｒ２にこの順に流通する。

また、駆動回路１４ｉからの駆動信号Ｃｏｍにより、圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂの両方に対応する圧電素子１４ｅが同時に駆動することで、圧力室Ｃａおよび圧力室Ｃｂの圧力を変動させ、その圧力変動に伴ってノズルＮからインクが吐出される。なお、循環機構１５０の動作については、後述の図１２に基づいて説明する。

１－５．ホルダー１３
図６は、ホルダー１３の平面図である。図７は、ホルダー１３に設けられる流路とヘッド本体１４とを示す斜視図である。なお、図６では、Ｚ２方向にみたホルダー１３内の構造の一例が破線で示される。図７では、ホルダー１３の流路と複数のヘッド本体１４とのほか、固定板１５が図示される。

図６および図７に示すように、ホルダー１３の内部には、第１分配供給流路ＳＰ１と第２分配供給流路ＳＰ２と３個の第１個別排出流路ＤＳ１と３個の第２個別排出流路ＤＳ２と６個のバイパス流路ＢＰ１と６個のバイパス流路ＢＰ２とが設けられる。

第１分配供給流路ＳＰ１は、接続管１３ａに導入される第１インクを３個のヘッド本体１４にインクを供給するための３つの分岐した部分を有する流路である。第２分配供給流路ＳＰ２は、接続管１３ｂに導入される第２インクを３個のヘッド本体１４に供給するための３つの分岐した部分を有する流路である。

第１個別排出流路ＤＳ１は、第１インクを用いるヘッド本体１４ごとに設けられ、当該ヘッド本体１４から導入される第１インクを接続管１３ｃから排出するための流路である。第２個別排出流路ＤＳ２は、第２インクを用いるヘッド本体１４ごとに設けられ、当該ヘッド本体１４から導入される第２インクを接続管１３ｄから排出するための流路である。

バイパス流路ＢＰ１およびバイパス流路ＢＰ２のそれぞれは、ヘッド本体１４ごとに設けられ、前述の第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２とを連通させる流路である。ただし、バイパス流路ＢＰ１およびバイパス流路ＢＰ２は、Ｘ軸に沿う方向での第１共通液室Ｒ１または第２共通液室Ｒ２の中央に対して互いに反対側に位置する。図６に示す例では、バイパス流路ＢＰ１は、バイパス流路ＢＰ２に対してＶ２方向に位置する。また、バイパス流路ＢＰ１およびバイパス流路ＢＰ２のそれぞれは、Ｚ軸に沿う方向にみて、Ｕ字形状をなす。

図８は、図６中のＡ－Ａ線断面図である。図８では、ホルダー１３のほか、ヘッド本体１４および固定板１５が図示される。図８に示すように、ホルダー１３は、Ｚ軸に垂直な方向に拡がる板状をなす。ホルダー１３は、層３１および層３２を有し、これらは、この順でＺ２方向に積層される。層３１および層３２のそれぞれは、例えば、樹脂材料で構成されており、射出成形により形成される。層３１および層３２は、例えば、接着剤により互いに接合される。

層３１および層３２からなる積層体には、ホルダー１３の有する前述の各流路が設けられるとともに、層３２のＺ２方向を向く面には、ヘッド本体１４を収容する凹部１３ｆが設けられる。図８に示す例では、層３２の厚さが層３１の厚さよりも厚い。このため、凹部１３ｆの形成に必要な層３２の厚さを容易に確保することができる。

ここで、第１分配供給流路ＳＰ１は、縦流路ＳＰａと横流路ＳＰｂとを有する。縦流路ＳＰａは、Ｚ軸に沿う方向に延びており、層３２を貫通する孔で構成される。横流路ＳＰｂは、Ｚ軸に直交する方向に延びており、層３１と層３２との間に設けられる。図８に示す例では、横流路ＳＰｂは、層３１のＺ２方向を向く面に設けられる溝と、層３２のＺ１方向を向く面に設けられる溝と、で構成される。なお、図８で図示しないが、第２分配供給流路ＳＰ２も、第１分配供給流路ＳＰ１と同様に構成される。

バイパス流路ＢＰ１は、第１部分ＢＰ１ａと第２部分ＢＰ１ｂと第３部分ＢＰ１ｃとを有する。第１部分ＢＰ１ａおよび第２部分ＢＰ１ｂのそれぞれは、Ｚ軸に沿う方向に延びており、層３２を貫通する孔で構成される。第３部分ＢＰ１ｃは、Ｚ軸に直交する方向に延びており、層３１と層３２との間に設けられる。図８に示す例では、第３部分ＢＰ１ｃは、層３１のＺ２方向を向く面に設けられる溝と、層３２のＺ１方向を向く面に設けられる溝と、で構成される。

同様に、バイパス流路ＢＰ２は、第１部分ＢＰ２ａと第２部分ＢＰ２ｂと第３部分ＢＰ２ｃとを有する。第１部分ＢＰ２ａおよび第２部分ＢＰ２ｂのそれぞれは、Ｚ軸に沿う方向に延びており、層３２を貫通する孔で構成される。第３部分ＢＰ２ｃは、Ｚ軸に直交する方向に延びており、層３１と層３２との間に設けられる。図８に示す例では、第３部分ＢＰ２ｃは、層３１のＺ２方向を向く面に設けられる溝と、層３２のＺ１方向を向く面に設けられる溝と、で構成される。

１－６．流路構造体１１
図９は、流路構造体１１の平面図である。図９では、Ｚ２方向にみた流路構造体１１内の構造の一例が破線で示される。図９に示すように、流路構造体１１の内部には、第１供給流路ＣＣ１と第２供給流路ＣＣ２と第１排出流路ＣＭ１と第２排出流路ＣＭ２と第１フィルター室ＲＦ１と第２フィルター室ＲＦ２とが設けられる。

第１供給流路ＣＣ１は、接続管１１ａに導入される第１インクを前述のホルダー１３に供給するための流路である。ここで、第１供給流路ＣＣ１は、第１フィルター室ＲＦ１を介して接続管１１ａの内部空間に連通する。第１供給流路ＣＣ１には、前述の接続管１３ａに接続される排出口ＣＥ１が連通する。

第２供給流路ＣＣ２は、接続管１１ｂに導入される第２インクを前述のホルダー１３に供給するための流路である。ここで、第２供給流路ＣＣ２は、第２フィルター室ＲＦ２を介して接続管１１ｂの内部空間に連通する。第２供給流路ＣＣ２には、前述の接続管１３ｂに接続される排出口ＣＥ２が連通する。

第１排出流路ＣＭ１は、前述のホルダー１３からの第１インクを接続管１１ｃから排出するための流路である。第１排出流路ＣＭ１には、前述の３個の接続管１３ｃに接続される導入口ＣＩ１が連通する。

第２排出流路ＣＭ２は、前述のホルダー１３からの第２インクを接続管１１ｄから排出するための流路である。第２排出流路ＣＭ２には、前述の３個の接続管１３ｄに接続される導入口ＣＩ２が連通する。

図１０は、図９中のＢ－Ｂ線断面図である。図１０では、流路構造体１１について、接続管１１ａに対応する構成が代表的に図示される。接続管１１ｂに対応する構成は、接続管１１ａに対応する構成と同様である。

図１０に示すように、流路構造体１１は、Ｚ軸に垂直な方向に拡がる板状をなす。流路構造体１１は、層２１、２２および２３と、層２１と層２２との間に介在する固定部材２４およびフィルター２５とを有する。

層２１、２２および２３は、この順でＺ２方向に積層される。層２１、２２および２３のそれぞれは、例えば、樹脂材料で構成されており、射出成形により形成される。層２１、２２および２３は、例えば、接着剤により互いに接合される。なお、層２１、２２および２３のＺ軸に沿う厚さは、互いに同じでも異なってもよい。

層２１には、凹面２１ａと導入口２１ｂと溝２１ｃとが設けられる。凹面２１ａは、層２１のＺ２方向を向く面に設けられており、第１フィルター室ＲＦ１の壁面の一部を構成する。図１０に示す例では、凹面２１ａは、導入口２１ｂに向けて連続的に深くなる形状をなす。導入口２１ｂは、凹面２１ａに開口するとともに接続管１１ａの内部空間に連通する貫通孔である。図１０に示す例では、接続管１１ａが層２１と一体で構成される。したがって、接続管１１ａが層２１と同様に樹脂材料で構成される。溝２１ｃは、層２１のＺ２方向を向く面に凹面２１ａの外周に沿って設けられており、後述の固定部材２４の一部を収容する空間を構成する。溝２１ｃは、接着剤の逃げ部としても機能し得る。

なお、接続管１１ａは、層２１と別体で構成されてもよい。この場合、接続管１１ａは、接続管１１ａが金属材料等で構成されてもよく、層２１に対して接着剤等により固定される。また、溝２１ｃは、必要に応じて設ければよく、省略されてもよい。また、接続管１１ａと同様に、接続管１１ｂ～１１ｃは、層２１と一体で構成されていてもよいし、層２１と別体で構成されてもよい。

層２２には、凹部２２ａと溝２２ｂと孔２２ｃと孔２２ｄとが設けられる。凹部２２ａは、層２２のＺ１方向を向く面に設けられており、後述の固定部材２４の一部を収容する空間を構成する。溝２２ｂは、層２２のＺ２方向を向く面に設けられており、第１供給流路ＣＣ１の一部を構成する。図１０に示す例では、第１供給流路ＣＣ１は、Ｙ軸に沿って延びており、Ｙ２方向に向けてＸ－Ｚ平面における面積が狭くなる部分を有する形状をなす。孔２２ｃおよび孔２２ｄのそれぞれは、凹部２２ａおよび溝２２ｂに開口しており、層２２を貫通する孔である。図１０に示す例では、孔２２ｃは、溝２２ｂのＹ２方向での端に接続される。孔２２ｄは、孔２２ｃに対してＹ１方向の位置で溝２２ｂに接続される。

層２３には、溝２３ａが設けられる。溝２３ａは、層２３のＺ１方向を向く面に設けられており、第１供給流路ＣＣ１の一部を構成する。図１０に示す例では、溝２３ａは、Ｙ軸に沿って延びる形状をなす。なお、図１０に示す例では、層２２の溝２２ｂと層２３の溝２３ａとで第１供給流路ＣＣ１が構成されるが、溝２２ｂおよび溝２３ａのうちの一方で第１供給流路ＣＣ１が構成されてもよい。

固定部材２４は、フィルター２５を層２１および層２２の少なくとも一方に固定するとともに、第１フィルター室ＲＦ１の壁面の一部を構成する略板状の部材である。図１０に示す例では、固定部材２４は、前述の凹部２２ａに設置される。固定部材２４は、例えば、樹脂材料で構成されており、射出成形により形成される。ここで、フィルター２５をインサート品とするインサート成形により固定部材２４を形成することにより、フィルター２５を固定部材２４に対して固定することができる。また、固定部材２４は、例えば、層２１および層２２の少なくとも一方に対して接着剤により固定される。

このように、固定部材２４を介してフィルター２５を層２１および層２２の少なくとも一方に固定することにより、フィルター２５を層２１および層２２の少なくとも一方に直接固定する構成に比べて、層２１および層２２の構成材料の選択の幅が広くなったり、接着剤がフィルター２５に不本意に付着することを低減したりすることができる。なお、固定部材２４の構成材料は、層２１または層２２の構成材料と同じでも異なってもよい。

固定部材２４には、底壁２４ａと枠部２４ｂと第１排出口２４ｃと第２排出口２４ｄとが設けられる。

底壁２４ａは、固定部材のＺ１方向を向く面に設けられており、第１フィルター室ＲＦ１の壁面の一部を構成する。図１０に示す例では、底壁２４ａは、第１排出口２４ｃおよび第２排出口２４ｄのそれぞれに向けて連続的に深くなる形状をなす。枠部２４ｂは、底壁２４ａの外周縁に沿う環状の壁部であり、第１フィルター室ＲＦ１の側壁を構成する。より具体的には枠部２４ｂの内周面の一部は、下流室ＲＦｂの側壁２４ｉを構成する。図１０に示す例では、枠部２４ｂの一部が前述の溝２１ｃに挿入される。この挿入により、層２１に対して固定部材２４が位置決めされる。また、枠部２４ｂの外周面と凹部２２ａとの間には、隙間が形成される。この隙間は、接着剤の逃げ部として機能し得る。第１排出口２４ｃおよび第２排出口２４ｄのそれぞれは、底壁２４ａに開口するとともに、固定部材２４を貫通する孔である。また、第１排出口２４ｃは、前述の孔２２ｃに接続されており、孔２２ｃとともに第１流路Ｃ１を構成する。第２排出口２４ｄは、前述の孔２２ｄに接続されており、孔２２ｄとともに第２流路Ｃ２を構成する。

フィルター２５は、インクの通過を許容しつつ、インクに混入する異物等を捕捉する板状またはシート状の部材である。フィルター２５は、例えば、綾畳織または平畳織等の金属繊維で構成される。なお、フィルター２５は、金属繊維を用いる構成に限定されず、例えば、不織布等の樹脂繊維で構成されてもよい。フィルター２５は、典型的にはノズル面ＦＮに対して平行となるように配置される。ただし、フィルター２５は、ノズル面ＦＮに対して０度以上４５度以下の範囲で傾斜するように設けられていてもよい。

フィルター２５は、前述の固定部材２４の枠部２４ｂに固定される。ここで、第１フィルター室ＲＦ１は、フィルター２５により上流室ＲＦａと下流室ＲＦｂとに区分される。上流室ＲＦａは、フィルター２５よりもＺ１方向に位置しており、凹面２１ａを壁面の一部とする空間である。下流室ＲＦｂは、フィルター２５よりもＺ２方向に位置しており、側壁２４ｉおよび底壁２４ａを壁面の一部とする空間である。

図１１は、液体吐出ヘッド１０に設けられる流路の等価的な回路図である。図１１では、当該流路の各部の流路抵抗が示される。

前述のように、液体吐出ヘッド１０は、複数の個別流路Ｐと共通供給流路ＣＦ１と共通排出流路ＣＦ２とバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２とを有する。複数の個別流路Ｐのそれぞれには、ノズルＮが設けられる。共通供給流路ＣＦ１は、「液体」の一例であるインクを複数の個別流路Ｐに供給する。共通排出流路ＣＦ２は、複数の個別流路Ｐからインクを排出させる。バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２は、複数の個別流路Ｐを迂回して共通供給流路ＣＦ１と共通排出流路ＣＦ２とを連通させる。

ここで、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２と複数の個別流路Ｐの合成流路抵抗Ｒｓは、共通供給流路ＣＦ１の流路抵抗Ｒｉｎよりも大きく、かつ、共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗Ｒｏｕｔよりも大きい。以下、このような合成流路抵抗Ｒｓ、流路抵抗Ｒｉｎおよび流路抵抗Ｒｏｕｔの大小関係とすることによる効果について説明する。

液体吐出ヘッド１０において、ノズルＮを高密度で配置することで、画質を向上させることができるが、それに伴い、個別流路Ｐも高密度化する必要がある。したがって、画質の向上には、個別流路Ｐの断面積は小さくせざるを得ず、仮に液体吐出ヘッド１０にバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２を設けないと、液体が十分に循環することができず、インクの粘性を好適に解消することができない。

これに対し、液体吐出ヘッド１０にバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２を設け、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰを小さくすることにより、複数の個別流路Ｐとバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２との合成流路抵抗Ｒｓも小さくなるので、循環機構１５０により循環させるインクの全体流量をある程度多くすれば、インクの粘性解消を好適化することができる。なお、流路抵抗ＲＢＰは、バイパス流路ＢＰ１およびバイパス流路ＢＰ２の合成流路抵抗である。

しかし、インクの粘性解消だけを重視し、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰを小さくしすぎると、複数の個別流路Ｐとバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２との合成流路抵抗Ｒｓは、共通供給流路ＣＦ１の流路抵抗Ｒｉｎまたは共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗Ｒｏｕｔよりも小さくなってしまう。そうすると、液体吐出ヘッド１０内の流路の流路抵抗は、共通供給流路ＣＦ１の流路抵抗Ｒｉｎまたは共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗Ｒｏｕｔに律速される。一方で、共通供給流路ＣＦ１および共通排出流路ＣＦ２のそれぞれは、複数の個別流路Ｐに共通に接続される。そのため、一般には、共通供給流路ＣＦ１および共通排出流路ＣＦ２のそれぞれは、流量をある程度多くする必要があり、そのために断面積をある程度大きく取らざるを得ない。したがって、流路抵抗Ｒｉｎ、流路抵抗Ｒｏｕｔがある程度小さくなってしまう。上述のように、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰを小さくしすぎると、流路抵抗Ｒｉｎ、流路抵抗Ｒｏｕｔが液体吐出ヘッド１０内の流路の流路抵抗の律速となっているため、流路抵抗Ｒｉｎまたは流路抵抗Ｒｏｕｔが小さくなった結果、循環機構１５０によるインクの循環量が多くなり、循環機構１５０に用いるポンプの能力を高めたり数を多くしたりしなければならないという弊害がある。

一方で、前述の困難性はあるものの、流路抵抗Ｒｉｎおよび流路抵抗Ｒｏｕｔのそれぞれを大きくすることができれば、循環機構１５０によるインクの循環流量自体を小さくすることができる。しかし、そうすると、個別流路Ｐに流れるインクの量も当然少なくなるため、インクの粘性解消の効果が好適に得られなくなってしまう。

そこで、液体吐出ヘッド１０では、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２と複数の個別流路Ｐとからなる合成流路の流路抵抗である合成流路抵抗Ｒｓが共通供給流路ＣＦ１の流路抵抗Ｒｉｎと共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗Ｒｏｕｔとのそれぞれよりも大きくなるように、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗が調整される。このようにバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗を調整することにより、循環機構１５０によるインクの全体の循環流量をそれほど多くしなくて済むので、循環機構１５０に用いるポンプの能力を高めたり数を多くしたりする必要がない。また、個別流路Ｐに流れる流量をそれほど少なくしなくて済むので、インクの粘性解消の効果も好適に得ることができる。

ここで、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２と複数の個別流路Ｐとの合成流路抵抗Ｒｓは、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２と複数の個別流路Ｐと共通供給流路ＣＦ１と共通排出流路ＣＦ２との合成流路抵抗Ｒａｌｌ、つまり液体吐出ヘッド１０の流路全体の流路抵抗に対して、５０％以上７０％以下であることが好ましい。上述のように、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２と複数の個別流路Ｐとからなる合成流路の流路抵抗である合成流路抵抗Ｒｓが、共通供給流路ＣＦ１の流路抵抗Ｒｉｎと共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗Ｒｏｕｔとのそれぞれよりも大きくなる場合、１％単位で検討すると、合成流路抵抗Ｒｓの最小値と最大値は以下のようになる。合成流路抵抗Ｒｓの最小値は、合成流路抵抗Ｒａｌｌに対して３４％（共通供給流路ＣＦ１、共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗がそれぞれ３３％）である。また、合成流路抵抗Ｒｓの最大値は、合成流路抵抗Ｒａｌｌに対して９８％（共通供給流路ＣＦ１、共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗がそれぞれ１％）である。すなわち、合成流路抵抗Ｒｓが、合成流路抵抗Ｒａｌｌに対して３４％以上９８％以下であれば、本発明の効果を得ることができる。しかし、実際には、液体吐出ヘッド１０の流路全体の中で、共通供給流路ＣＦ１や共通排出流路ＣＦ２がインク流れの律速になってしまうと、複数の個別流路Ｐやバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗を各実施形態のごとく調整しても、インクの全体流量を好適に制御することができない虞がある。ゆえに、共通供給流路ＣＦ１と共通排出流路ＣＦ２の合成流路抵抗は、合成流路抵抗Ｒａｌｌの５０％よりも小さくする、言い換えれば合成流路抵抗Ｒｓを合成流路抵抗Ｒａｌｌの５０％以上とすることが好ましい。一方で、合成流路抵抗Ｒｓが大きすぎると、複数の個別流路Ｐとバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２を流れるインクの流量が極端に制限され、その結果インクの種類によっては十分にインクの粘性を解消できなくなる虞がある。具体的には、合成流路抵抗Ｒｓが合成流路抵抗Ｒａｌｌの７０％以下であれば、種々のインクにおいてインクの粘性を好適に解消することができた。つまり、本発明においては、合成流路抵抗Ｒｓが、合成流路抵抗Ｒａｌｌに対して３４％以上９８％以下である必要があるが、５０％以上７０％以下であることが特に好ましい。この５０％以上７０％以下とすることによる効果は、後述する表１における各実施例のうち、実施例２、３、４、５、６、１２、１３、１４、１５で得ることができる。これらの実施例は、表１に示す「その他」の欄で「Ａ」が記載されたものに対応する。

また、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰは、複数の個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰよりも小さいことが好ましい。更に、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰは、複数の個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰに対して２５％以上５５％以下であることがより好ましい。バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰが複数の個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰに対して小さすぎると、個別流路Ｐに比してバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２にインクが多く流れ過ぎてしまい、個別流路Ｐに混入する気泡を除去するために全体流量を多くせざるを得ない虞がある。一方で、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰが複数の個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰに対して大きすぎると、相対的に個別流路Ｐの流路抵抗は小さくなるため、個別流路Ｐの断面積がある程度大きくなり、ノズルＮの密度が小さくなってしまい、好ましい画質が得られない虞がある。ノズルＮの高密度化と循環機構１５０により循環させるインクの全体流量の低減とを好適に両立するためには、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰを、複数の個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰよりも小さくすることが好ましい。この効果は、後述する表１における各実施例のうち、実施例１、２、３、４、５、６、７、８、９、１２、１３、１４、１５で得ることができる。これらの実施例は、表１に示す「その他」の欄で「Ｂ」が記載されたものに対応する。更に、ノズルＮの高密度化と循環機構１５０により循環させるインクの全体流量の低減とをより好適に両立するためには、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰを、複数の個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰに対して２５％以上５５％以下とすることがより好ましい。この効果は、後述する表１における各実施例のうち、実施例２、３、４、５、６、７、１２、１３、１４、１５で得ることができる。これらの実施例は、表１に示す「その他」の欄で「Ｃ」が記載されたものに対応する。

前述のように、複数の個別流路Ｐのそれぞれは、ノズルＮからインクを吐出するために圧力を付与する圧力室Ｃと、圧力室Ｃにインクを供給する個別供給流路Ｒａ１と、圧力室Ｃからインクを排出させる個別排出流路Ｒａ２と、を含む。

ここで、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰは、複数の個別流路Ｐに含まれる個別供給流路Ｒａ１の合成流路抵抗ＲＣａよりも小さいことが好ましい。この場合、循環機構１５０により循環させるインクの全体流量を好適に少なくすることができる。

また、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰは、複数の個別排出流路Ｒａ２の合成流路抵抗ＲＣｂよりも小さいことが好ましい。この場合、循環機構１５０により循環させるインクの全体流量を好適に少なくすることができる。

このバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰを、複数の個別供給流路Ｒａ１の合成流路抵抗ＲＣａ、複数の個別排出流路Ｒａ２の合成流路抵抗ＲＣｂよりも小さくすることによる効果は、後述する表１における各実施例のうち、実施例１、２、３、４、５、６、７、１２、１３、１４、１５で得ることができる。これらの実施例は、表１に示す「その他」の欄で「Ｄ」が記載されたものに対応する。

さらに、複数の個別流路Ｐに含まれる個別供給流路Ｒａ１のそれぞれの流路抵抗と複数の個別流路Ｐに含まれる個別排出流路Ｒａ２のそれぞれの流路抵抗とは、互いに略等しいことが好ましい。個別供給流路Ｒａ１と個別排出流路Ｒａ２の流路抵抗が異なると、同じように圧電素子１４ｅを駆動させても、圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂでノズルに到達するまでの間に液体の流れ（勢い）にばらつきが発生してしまう。よって、圧力室Ｃａと圧力室Ｃｂで、圧電素子１４ｅの駆動を異ならせる等の調整が必要となる虞がある。これらの流路抵抗を略等しくすることで、この調整を割愛することができる。この効果は、後述する表１における各実施例のうち、実施例１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１で得ることができる。これらの実施例は、表１に示す「その他」の欄で「Ｅ」が記載されたものに対応する。

さらに、共通供給流路ＣＦ１の流路抵抗Ｒｉｎと共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗Ｒｏｕｔとの大小関係は、特に限定されないが、共通供給流路ＣＦ１の流路抵抗Ｒｉｎが共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗Ｒｏｕｔよりも大きいことが好ましい。例えば、前述のように流路抵抗の増大の要素となるフィルター２５が共通供給流路ＣＦ１に設け、ノズルＮに向かう異物を捕集する場合、共通供給流路ＣＦ１の流路抵抗Ｒｉｎが大きくなりやすい。一方で共通排出流路ＣＦ２は、ノズルＮよりも下流側なので、フィルター２５を設ける効果は共通供給流路ＣＦ１よりも低く、寧ろフィルター２５を設けないことでコストを低減すること等が可能となる。このとき、フィルターの有無により、流路抵抗Ｒｉｎは流路抵抗Ｒｏｕｔよりも大きくなる。この効果は、後述する表１における各実施例のうち、実施例１、２、３、５、７、８、９、１０、１１で得ることができる。これらの実施例は、表１に示す「その他」の欄で「Ｆ」が記載されたものに対応する。

また、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰは、用いるインクの種類等によって異なり、前述のような合成流路抵抗Ｒｓ、流路抵抗Ｒｉｎおよび流路抵抗Ｒｏｕｔの大小関係を満足することができればよく、特に限定されないが、例えば、インクの粘度が６．００［ｍ・Ｐａ／ｓ］である場合、２．２３×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以上６．６９×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以下であることが好ましい。流路抵抗ＲＢＰがこのような範囲内にあると、一般的なインクを用いる場合に適したバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２を得ることができる。

さらに、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２と複数の個別流路Ｐとの合成流路抵抗Ｒｓは、用いるインクの種類等によって異なり、前述のような合成流路抵抗Ｒｓ、流路抵抗Ｒｉｎおよび流路抵抗Ｒｏｕｔの大小関係を満足することができればよく、特に限定されないが、例えば、インクの粘度が６．００［ｍ・Ｐａ／ｓ］である場合、１．６７×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以上５．０２×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以下であることが好ましい。合成流路抵抗Ｒｓがこのような範囲内にあると、一般的なインクを用いる場合に適したバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２および個別流路Ｐを得ることができる。

また、共通供給流路ＣＦ１の流路抵抗Ｒｉｎは、用いるインクの種類等によって異なり、前述のような合成流路抵抗Ｒｓ、流路抵抗Ｒｉｎおよび流路抵抗Ｒｏｕｔの大小関係を満足することができればよく、特に限定されないが、例えば、インクの粘度が６．００［ｍ・Ｐａ／ｓ］である場合、９．７６×１０^９［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以上２．９３×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以下であることが好ましい。流路抵抗Ｒｉｎがこのような範囲内にあると、一般的なインクを用いる場合に適した共通供給流路ＣＦ１を得ることができる。

さらに、共通排出流路ＣＦ２の流路抵抗Ｒｏｕｔは、用いるインクの種類等によって異なり、前述のような合成流路抵抗Ｒｓ、流路抵抗Ｒｉｎおよび流路抵抗Ｒｏｕｔの大小関係を満足することができればよく、特に限定されないが、例えば、インクの粘度が６．００［ｍ・Ｐａ／ｓ］である場合、１．３９×１０^９［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以上４．１８×１０^９［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以下であることが好ましい。流路抵抗Ｒｏｕｔがこのような範囲内にあると、一般的なインクを用いる場合に適した共通排出流路ＣＦ２を得ることができる。

前述のように、バイパス流路ＢＰ１は、第１部分ＢＰ１ａと第２部分ＢＰ１ｂと第３部分ＢＰ１ｃとを有する。第１部分ＢＰ１ａは、「第１方向」の一例であるＺ１方向またはＺ２方向に沿って延びており、共通供給流路ＣＦ１に接続する。第２部分ＢＰ１ｂは、Ｚ１方向またはＺ２方向に沿って延びており、共通排出流路ＣＦ２に接続する。第３部分ＢＰ１ｃは、「第２方向」の一例であるＸ１方向またはＸ２方向と「第３方向」の一例であるＹ１方向またはＹ２方向との両方に平行な平面に沿って延びており、第１部分ＢＰ１ａおよび第２部分ＢＰ１ｂのそれぞれに接続する。ここで、「第１方向」は、ノズルＮからインクが吐出される方向である。「第２方向」は、「第１方向」に直交する方向である。「第３方向」は、「第１方向」および「第２方向」の両方に直交する方向である。

このようなバイパス流路ＢＰ１では、第１部分ＢＰ１ａおよび第２部分ＢＰ１ｂのそれぞれと第３部分ＢＰ１ｃとの間に屈曲または湾曲した部分が設けられるので、流路抵抗を高めやすいという利点がある。また、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の少なくとも一部をヘッド本体１４とは異なる部材であるホルダー１３に設けることができる。なお、バイパス流路ＢＰ２は、前述のように、第１部分ＢＰ２ａと第２部分ＢＰ２ｂと第３部分ＢＰ２ｃとを有しており、バイパス流路ＢＰ１と同様に構成されるので、バイパス流路ＢＰ１と同様の効果を奏する。

ここで、前述のように、第３部分ＢＰ１ｃは、Ｚ１方向またはＺ２方向にみたとき、Ｕ字形状をなす。このような形状の第３部分ＢＰ１ｃでは、流路抵抗を大きくしやすいという利点がある。

また、第１部分ＢＰ１ａおよび第２部分ＢＰ１ｂのそれぞれの流路抵抗は、第３部分ＢＰ１ｃの流路抵抗よりも大きいことが好ましい。第１部分ＢＰ１ａおよび第２部分ＢＰ１ｂのそれぞれは、ホルダー１３の厚さ方向であるＺ１方向またはＺ２方向に沿って延びることから、断面積を精度よく小さくすることが比較的容易である。したがって、第１部分ＢＰ１ａおよび第２部分ＢＰ１ｂのそれぞれの流路抵抗を第３部分ＢＰ１ｃの流路抵抗よりも大きくすることにより、所望の流路抵抗のバイパス流路ＢＰ１を容易に製造することができる。

以上の液体吐出装置１００は、前述のように、液体吐出ヘッド１０と、液体吐出ヘッド１０によるインクの吐出動作を制御する「制御部」の一例である制御ユニット１２０と、を有する。

本実施形態では、制御ユニット１２０は、液体吐出ヘッド１０からインクを吐出させる吐出動作のほか、液体吐出ヘッド１０の状態を回復する回復動作と、液体吐出ヘッド１０にインクを充填する充填動作と、を制御する。ここで、当該吐出動作は、例えば、画像情報に基づいて液体吐出ヘッド１０を動作させることにより、当該画像情報に基づく画像を媒体Ｍに印刷する動作である。当該回復動作は、例えば、循環機構１５０を動作させることにより液体吐出ヘッド１０内のインクの増粘等を解消することにより液体吐出ヘッド１０によるインクの吐出特性を目標特性に近づける動作である。当該充填動作は、例えば、液体吐出ヘッド１０の初期使用時に循環機構１５０を動作させることにより液体吐出ヘッド１０にインクを充填する動作である。

ここで、液体吐出装置１００は、前述のように、循環機構１５０を有しており、制御ユニット１２０は、循環機構１５０の動作を制御する。具体的には、制御ユニット１２０は、回復動作時または充填動作時の循環機構１５０によるインクの単位時間あたりの流量を吐出動作時の循環機構１５０によるインクの単位時間あたりの流量よりも多くなるよう、循環機構１５０の動作を制御する。以下、液体吐出装置１００の動作について説明する。

図１２は、実施形態に係る液体吐出装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御ユニット１２０は、図１２に示すように、ステップＳ１において、吐出動作の指示の有無を判断する。この指示は、例えば、図示しない操作パネル等の入力装置へのユーサーの操作により行われる。

吐出動作の指示がある場合、制御ユニット１２０は、ステップＳ２において、循環機構１５０によるインクの単位時間あたりの流量を第１流量に設定する。

その後、制御ユニット１２０は、ステップＳ３において、吐出動作を行う。この吐出動作時には、制御ユニット１２０は、前述のステップＳ２で設定された第１流量となるよう、循環機構１５０の動作を制御する。ここで、安定した吐出特性を実現する観点から、第１流量は、吐出動作の実行期間にわたり一定であることが好ましい。

一方、吐出動作の指示がない場合、または、吐出動作の終了後、制御ユニット１２０は、ステップＳ４において、回復動作の指示の有無を判断する。この指示は、例えば、図示しない操作パネル等の入力装置へのユーサーの操作により行われる。

回復動作の指示がある場合、制御ユニット１２０は、ステップＳ５において、循環機構１５０によるインクの単位時間あたりの流量を第２流量に設定する。この第２流量は、前述の第１流量よりも多い量である。

その後、制御ユニット１２０は、ステップＳ６において、回復動作を行う。この回復動作時には、制御ユニット１２０は、前述のステップＳ５で設定された第２流量となるよう、循環機構１５０の動作を制御する。また、この回復動作は、液体吐出ヘッド１０によるインクの吐出特性が所望となるまでの所定期間にわたり行われる。ここで、第２流量は、第１流量よりも多ければよいが、ノズルＮからインクが吐出されない程度であることが好ましく、また、ノズルＮからのインクの吐出を防止する観点から、回復動作の実行期間にわたり一定であることが好ましい。

一方、回復動作の指示がない場合、または、回復動作の終了後、制御ユニット１２０は、ステップＳ７において、充填動作の指示の有無を判断する。この指示は、例えば、図示しない操作パネル等の入力装置へのユーサーの操作により行われる。

充填動作の指示がある場合、制御ユニット１２０は、ステップＳ８において、循環機構１５０によるインクの単位時間あたりの流量を第３流量に設定する。この第３流量は、前述の第１流量よりも多い量である。ここで、第３流量は、第２流量と同一であっても異なっていてもよいが、第２流量以上であることが好ましい。この場合、充填動作に要する期間を短くしたり、回復動作時にノズルＮからインクが漏れるのを防止したりすることができる。

その後、制御ユニット１２０は、ステップＳ９において、充填動作を行う。この充填動作時には、制御ユニット１２０は、前述のステップＳ８で設定された第３流量となるよう、循環機構１５０の動作を制御する。また、この充填動作は、液体吐出ヘッド１０に所定量のインクが充填されるまでの所定期間にわたり行われる。ここで、第３流量は、第１流量よりも多ければよく、充填動作の実行期間にわたり一定であっても変化してもよい。

一方、充填動作の指示がない場合、または、充填動作の終了後、制御ユニット１２０は、ステップＳ１０において、終了指示の有無を判断する。この終了指示は、例えば、図示しない操作パネル等の入力装置へのユーサーの操作により行われる。

制御ユニット１２０は、終了指示がない場合、前述のステップＳ１に戻り、一方、終了指示がある場合、処理を終了する。

以上の液体吐出装置１００は、前述のように、液体吐出ヘッド１０と、循環機構１５０と、「制御部」の一例である制御ユニット１２０と、を有する。液体吐出ヘッド１０は、複数の個別流路Ｐと共通供給流路ＣＦ１と共通排出流路ＣＦ２とバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２とを有する。複数の個別流路Ｐのそれぞれには、ノズルＮが設けられる。共通供給流路ＣＦ１は、「液体」の一例であるインクを複数の個別流路Ｐに供給する。共通排出流路ＣＦ２は、複数の個別流路Ｐからインクを排出させる。バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２は、個別流路Ｐを迂回して共通供給流路ＣＦ１と共通排出流路ＣＦ２とを連通させる。循環機構１５０は、共通供給流路ＣＦ１から供給されるインクを複数の個別流路Ｐまたはバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２を通って共通排出流路ＣＦ２から排出するように、インクを循環させる。制御ユニット１２０は、循環機構１５０の動作を制御する。

ここで、制御ユニット１２０は、液体吐出ヘッド１０からインクを吐出させる吐出動作時には、循環機構１５０により循環させるインクの単位時間あたりの流量を第１流量とし、液体吐出ヘッド１０の状態を回復する回復動作時には、循環機構１５０により循環させるインクの単位時間あたりの流量を第１流量よりも多い第２流量とする。なお、前述のように、当該吐出動作は、液体吐出ヘッド１０からインクを吐出させる動作である。当該回復動作は、液体吐出ヘッド１０の状態を回復する動作である。

以上の液体吐出装置では、回復動作時に循環機構１５０により循環させるインクの単位時間当たりの流量が吐出動作時よりも多い。このため、吐出動作時には、吐出特性に大きく影響するインクの増粘解消等により好適に液体吐出ヘッド１０からインクを吐出させるのに必要な程度で循環機構１５０を動作させることができる。一方、回復動作時には、気泡の除去等により液体吐出ヘッド１０の状態を回復するのに必要な程度で循環機構１５０を動作させることができる。このように、必要時のみインクの流量を多くすればよいので、循環機構１５０に用いるポンプの数を多くしたりポンプの能力を高めたりする必要がない。この結果、液体吐出装置の低コスト化を図りつつ、インクの増粘を低減したり気泡を除去したりすることができる。

また、制御ユニット１２０は、充填動作時には、液体吐出ヘッド１０に供給されるインクの単位期間あたりの流量を第１流量よりも多い第３流量とする。このため、充填動作時には、液体吐出ヘッド１０にインクを充填するのに必要な程度で循環機構１５０を動作させることができる。なお、前述のように、当該充填動作は、液体吐出ヘッド１０にインクを充填する動作である。

ここで、第３流量が第２流量以上である場合、充填動作に要する期間を短くしたり、回復動作時にノズルＮからインクが漏れるのを防止したりすることができる。

２．変形例
以上に例示した形態は多様に変形され得る。前述の形態に適用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。

２－１．変形例１
前述の形態では、回復動作時または充填動作時の循環既往５０によるインクの単位時間あたりの流量が吐出動作時よりも多い構成が例示されるが、当該構成に限定されず、回復動作時または充填動作時の循環既往５０によるインクの単位時間あたりの流量が吐出動作時よりも少なくてもよい。

２－２．変形例２
前述の形態では、液体吐出装置１００が吐出動作のほか回復動作および充填動作を行う構成が例示されるが、当該構成に限定されず、回復動作および充填動作のうちの一方または両方が省略されてもよい。

２－３．変形例３
前述の形態では、液体吐出ヘッド１０が６個のヘッド本体１４を有する構成が例示されるが、当該構成に限定されず、液体吐出ヘッド１０の有するヘッド本体１４の数は、１個以上５個以下であってもよいし、７個以上であってもよい。

２－４．変形例４
前述の形態では、互いに種類の異なる第１インクおよび第２インクを用いる構成が例示されるが、当該構成に限定されず、液体吐出ヘッド１０に用いるインクの種類の数は、１種でもよいし、３種以上でもよい。

２－５．変形例５
液体吐出ヘッド１０内のインクの流路の各部の形状等の態様は、前述の形態に限定されず、例えば、ヘッド本体１４の配置等に応じて適宜に変更してもよい。また、当該流路を構成する各部のホルダー１３と流路構造体１１とが一体で構成されてもよい。

２－６．変形例６
前述の各形態で例示する液体吐出装置１００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。

以下、本発明の具体的な実施例を説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されない。

Ａ．液体吐出ヘッドの製造
Ａ－１．実施例１
前述の図３から図１０に示す構成の液体吐出ヘッドを製造した。ここで、複数の個別流路に含まれる個別供給流路の合成流路抵抗ＲＣａは、６．３９×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］であった。複数の個別流路に含まれる個別排出流路の合成流路抵抗ＲＣｂは、６．３９×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］であった。バイパス流路の流路抵抗ＲＢＰは、３．１２×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］であった。バイパス流路と複数の個別流路の合成流路抵抗Ｒｓは、２．５１×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］であった。共通供給流路の流路抵抗Ｒｉｎは、１．９５×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］であった。共通排出流路の流路抵抗Ｒｏｕｔは、１．１２×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］であった。

これらの流路抵抗について、合成流路抵抗Ｒｓと流路抵抗Ｒｉｎと共通排出流路の流路抵抗Ｒｏｕｔとの合計を１００とした場合の各値について、小数第一位を四捨五入した上で記載する。個別供給流路の合成流路抵抗ＲＣａは、１１５であった。個別排出流路の合成流路抵抗ＲＣｂは、１１５であった。バイパス流路の流路抵抗ＲＢＰは、５６であった。バイパス流路と複数の個別流路の合成流路抵抗Ｒｓは、４５であった。共通供給流路の流路抵抗Ｒｉｎは、３５であった。共通排出流路の流路抵抗Ｒｏｕｔは、２０であった。

ここで、複数の個別供給流路の合成流路抵抗ＲＣａと、複数の個別排出流路の合成流路抵抗ＲＣｂの合成流路抵抗と、の合成流路抵抗ＲＣａ＋ＲＣｂは、２２９であった。なお、個別流路Ｐは個別供給流路と個別排出流路からなるため、合成流路抵抗ＲＣａ＋ＲＣｂは、複数の個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰと等しい。よって、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰ＝５６は、個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰ＝２２９よりも小さい。

更に、複数の個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰに対するバイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰの比ＲＢＰ／（ＲＣａ＋ＲＣｂ）は、０．２４であった。よって、バイパス流路ＢＰ１、ＢＰ２の流路抵抗ＲＢＰは、個別流路Ｐの合成流路抵抗ＲＰに比して２５％未満である。

Ａ－２．実施例２～１５および参考例１～１２
合成流路抵抗ＲＣａ、合成流路抵抗ＲＣｂ、流路抵抗ＲＢＰ、合成流路抵抗Ｒｓ、流路抵抗Ｒｉｎおよび流路抵抗Ｒｏｕｔを表１に示すように設定した以外は、前述の実施例１と同様にして、実施例２～１５および参考例１～１２の液体吐出ヘッドを製造した。

Ｂ．評価
Ｂ－１．流量の評価
液体吐出ヘッドの流路全体のインクの流量について、以下の基準に従い評価を行った。
Ａ：インク流量が適切である。
Ｂ：インク流量が若干多い。
Ｃ：インク流量が過多である。
この評価結果は、表１に示す「全体流量」の欄に記載の通りである。

Ｂ－２．増粘の評価
液体吐出ヘッドのノズル付近のインクの増粘について、以下の基準に従い評価を行った。
Ａ：増粘が生じない。
Ｂ：実使用上問題ないが、増粘の傾向がある。
Ｃ：実使用上問題のある増粘が生じる。
この評価結果は、表１に示す「増粘」の欄に記載の通りである。

Ｂ－３．総合評価
前述の流量および増粘の評価の総合評価を以下の基準に従い行った。
Ａ：流量および増粘の両方の評価に問題がない。
Ｂ：流量および増粘の少なくとも一方の評価に問題がある。
この評価結果は、表１に示す「総合」の欄に記載の通りである。

Ｂ－４．その他の評価
各実施例のその他の評価を以下の基準に従い行った。
Ａ：インクの粘性と流量とのバランスが特に優れる。
Ｂ：ノズル密度とインクの全体流量との両立が好適である。
Ｃ：ノズル密度とインクの全体流量との両立がより好適である。
Ｄ：インクの全体流量が特に少ない。
Ｅ：２つの圧力室間でのばらつきを低減する。
Ｆ：異物捕集性とコスト低減を両立する。
この評価結果は、表１に示す「その他」の欄に記載の通りである。なお、本評価は、複数の基準を満たす場合があり、満たす基準の数が多いほど、優れた評価であることを示す。

表１に示す結果からわかるように、各実施例は、各参考例に比べて、優れた結果が得られた。なお、吐出動作、回復動作および充填動作のそれぞれについて、同様の結果が得られた。ここで、回復動作および充填動作のそれぞれについて、単位時間あたりのインクの流量を吐出動作よりも多くしたところ、流路内の気泡を好適に除去できることが確認された。

１０…液体吐出ヘッド、１１…流路構造体、１１ａ…接続管、１１ｂ…接続管、１１ｃ…接続管、１１ｄ…接続管、１１ｅ…孔、１２…配線基板、１２ａ…孔、１２ｂ…開口部、１２ｃ…コネクター、１３…ホルダー、１３ａ…接続管、１３ｂ…接続管、１３ｃ…接続管、１３ｄ…接続管、１３ｅ…配線孔、１３ｆ…凹部、１４…ヘッド本体、１４＿１…ヘッド本体、１４＿２…ヘッド本体、１４＿３…ヘッド本体、１４＿４…ヘッド本体、１４＿５…ヘッド本体、１４＿６…ヘッド本体、１４ａ…ノズル基板、１４ｂ…流路基板、１４ｃ…圧力室基板、１４ｄ…振動板、１４ｅ…圧電素子、１４ｆ…ケース、１４ｇ…保護板、１４ｈ…配線基板、１４ｉ…駆動回路、１４ｊ…吸振体、１５…固定板、１５ａ…開口部、１６…ベース、１６ａ…本体、１６ｂ…集合基板、１６ｃ…カバー、１６ｄ…孔、１６ｅ…フランジ、２１…層、２１ａ…凹面、２１ｂ…導入口、２１ｃ…溝、２２…層、２２ａ…凹部、２２ｂ…溝、２２ｃ…孔、２２ｄ…孔、２３…層、２３ａ…溝、２４…固定部材、２４ａ…底壁、２４ｂ…枠部、２４ｃ…第１排出口、２４ｄ…第２排出口、２４ｉ…側壁、２５…フィルター、３１…層、３２…層、４１…支持体、４１ａ…取付孔、１００…液体吐出装置、１１０…液体容器、１２０…制御ユニット（制御部）、１３０…搬送機構、１４０…液体吐出モジュール、１５０…循環機構、ＢＰ１…バイパス流路、ＢＰ１ａ…第１部分、ＢＰ１ｂ…第２部分、ＢＰ１ｃ…第３部分、ＢＰ２…バイパス流路、ＢＰ２ａ…第１部分、ＢＰ２ｂ…第２部分、ＢＰ２ｃ…第３部分、Ｃ…圧力室、Ｃ１…第１流路、Ｃ２…第２流路、ＣＣ…供給流路、ＣＣ１…第１供給流路、ＣＣ２…第２供給流路、ＣＥ１…排出口、ＣＥ２…排出口、ＣＦ１…共通供給流路、ＣＦ２…共通排出流路、ＣＩ１…導入口、ＣＩ２…導入口、ＣＭ…排出流路、ＣＭ１…第１排出流路、ＣＭ２…第２排出流路、Ｃａ…圧力室、Ｃｂ…圧力室、Ｃｏｍ…駆動信号、ＤＭ…方向、ＤＮ…配列方向、ＤＳ…個別排出流路、ＤＳ１…第１個別排出流路、ＤＳ２…第２個別排出流路、ＦＮ…ノズル面、ＩＯ１…供給口、ＩＯ２…排出口、ＩＯ３ａ…排出口、ＩＯ３ｂ…排出口、ＩＯ４ａ…導入口、ＩＯ４ｂ…導入口、Ｌｎ…ノズル列、Ｍ…媒体、Ｎ…ノズル、Ｎａ１…第１連通流路、Ｎａ２…第２連通流路、Ｎｆ…ノズル流路、Ｐ…個別流路、Ｒ１…第１共通液室、Ｒ２…第２共通液室、ＲＢＰ…流路抵抗、ＲＣａ…合成流路抵抗、ＲＣｂ…合成流路抵抗、ＲＦ１…第１フィルター室、ＲＦ２…第２フィルター室、ＲＦａ…上流室、ＲＦｂ…下流室、ＲＰ…合成流路抵抗、Ｒａ１…個別供給流路、Ｒａ２…個別排出流路、Ｒｉｎ…流路抵抗、Ｒｏｕｔ…流路抵抗、Ｒｓ…合成流路抵抗、Ｓ１…ステップ、Ｓ１０…ステップ、Ｓ２…ステップ、Ｓ３…ステップ、Ｓ４…ステップ、Ｓ５…ステップ、Ｓ６…ステップ、Ｓ７…ステップ、Ｓ８…ステップ、Ｓ９…ステップ、ＳＰ…分配供給流路、ＳＰ１…第１分配供給流路、ＳＰ２…第２分配供給流路、ＳＰａ…縦流路、ＳＰｂ…横流路。

Claims (17)

1. ノズルが設けられた複数の個別流路と、
   前記複数の個別流路に液体を供給する共通供給流路と、
   前記複数の個別流路から液体を排出させる共通排出流路と、
   前記複数の個別流路を迂回して前記共通供給流路と前記共通排出流路とを連通させるバイパス流路と、を有し、
   前記バイパス流路と前記複数の個別流路の合成流路抵抗は、前記共通供給流路の流路抵抗よりも大きく、かつ、前記共通排出流路の流路抵抗よりも大きい、
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記バイパス流路と前記複数の個別流路との合成流路抵抗は、前記バイパス流路と前記複数の個別流路と前記共通供給流路と前記共通排出流路との合成流路抵抗に対して、５０％以上７０％以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記バイパス流路の流路抵抗は、前記複数の個別流路の合成流路抵抗よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記バイパス流路の流路抵抗は、前記複数の個別流路の合成流路抵抗に対して２５％以上５５％以下である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記複数の個別流路のそれぞれは、前記複数のノズルから液体を吐出するために圧力を付与する圧力室と、前記圧力室に液体を供給する個別供給流路と、前記圧力室から液体を排出させる個別排出流路と、を含む、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記バイパス流路の流路抵抗は、前記複数の個別流路に含まれる個別供給流路の合成流路抵抗よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記バイパス流路の流路抵抗は、前記複数の個別流路に含まれる個別排出流路の合成流路抵抗よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記複数の個別流路に含まれる個別供給流路のそれぞれの流路抵抗と前記複数の個別流路に含まれる個別排出流路のそれぞれの流路抵抗とは、互いに略等しい、
   ことを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記共通供給流路の流路抵抗は、前記共通排出流路の流路抵抗よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記バイパス流路の流路抵抗は、液体の粘度が６．００［ｍ・Ｐａ／ｓ］である場合、２．２３×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以上６．６９×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以下である、
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記バイパス流路と前記複数の個別流路との合成流路抵抗は、液体の粘度が６．００［ｍ・Ｐａ／ｓ］である場合、１．６７×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以上５．０２×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以下である、
    ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記共通供給流路の流路抵抗は、液体の粘度が６．００［ｍ・Ｐａ／ｓ］である場合、９．７６×１０^９［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以上２．９３×１０^１０［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以下である、
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記共通排出流路の流路抵抗は、液体の粘度が６．００［ｍ・Ｐａ／ｓ］である場合、１．３９×１０^９［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以上４．１８×１０^９［Ｎ・ｓ／ｍ^５］以下である、
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
14. 前記ノズルから液体が吐出される方向を第１方向とし、
    前記第１方向に直交する方向を第２方向とし、
    前記第１方向および前記第２方向の両方に直交する方向を第３方向としたとき、
    前記バイパス流路は、
    前記第１方向に沿って延びており、前記共通供給流路に接続する第１部分と、
    前記第１方向に沿って延びており、前記共通排出流路に接続する第２部分と、
    前記第２方向および前記第３方向の両方に平行な平面に沿って延びており、前記第１部分および前記第２部分のそれぞれに接続する第３部分と、を有する、
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記第３部分は、前記第１方向にみたとき、Ｕ字形状をなす、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出ヘッド。
16. 前記第１部分および前記第２部分のそれぞれの流路抵抗は、前記第３部分の流路抵抗よりも大きい、
    ことを特徴とする請求項１４または１５に記載の液体吐出ヘッド。
17. 請求項１から１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドによる液体の吐出動作を制御する制御部と、を有する、
    ことを特徴とする液体吐出装置。

Images