JP6268850B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

この発明は、液体を噴射するヘッドを複数個備えた液体噴射装置、特に複数のヘッドを経由して液体を循環させる技術に関するものである。

この種の液体噴射装置としては、例えば特許文献１に記載のインクジェット記録装置が知られている。この装置では、インクタンクから供給されるインクはインク供給マニホールドで分配される。より詳しくは、インクはインク供給マニホールドから延びる第１分岐流路を介して各ヘッドモジュールに分配供給される。一方、各ヘッドモジュールから排出されるインクは第２分岐流路を介してインク回収マニホールドに回収され、さらにインク回収マニホールドからインクタンクに戻される。こうして、インクタンクからインクを供給し、複数のヘッドを経由して、再びインクタンクにインクを回収するインク循環系が構成されている。

特開２０１１−７９１６９号公報

上記特許文献１に記載の装置では、インク供給マニホールドおよびインク回収マニホールドのいずれにおいても、インク中の気体が混入した際に気体とインクが上下に分離するのに十分な太さの内部流路が設けられているが、その詳しい構成は記載されていない。ここで、内部流路の断面積を一定とすれば、分岐流路を通過する毎に圧力損失が変動する。特に、回収側（復路側ともいう）では圧力変動による影響が大きく、これが液体の噴射性能の低下を招く。すなわち、インク回収マニホールドの内部流路の断面積が一定である場合、内部流路のいずれにおいても流路抵抗は一定である。このため、第２分岐流路を通過するたびに内部流路内での流量が増え、圧力損失が増大する。その結果、各ヘッドのノズルのメニスカスにかかる圧力が大きく変動し、ヘッド毎に液体の噴射が異なってしまう。

この発明は、複数のヘッドを経由して液体を循環させつつ各ヘッドから液体を噴射する液体噴射装置において、各ヘッドに与えられる圧力を均一化する技術を提供することを目的とする。

この発明にかかる液体噴射装置は、液体を貯留する貯留部と、液体を噴射する第１のヘッドおよび第２のヘッドと、貯留部から第１のヘッドを経由して貯留部に液体が流れるとともに第２のヘッドを経由して貯留部に流れる液体循環部とを備え、液体循環部は、第１のヘッドおよび第２のヘッドから液体が貯留部に流れる回収路を有し、回収路は、第１のヘッドから流れる液体と第２のヘッドから流れる液体とが合流する第１の合流点と、第１のヘッドから流れる液体が第１の合流点に流れる第１の回収路部と、第１の合流点から液体が流れる第２の回収路部とを有し、第２の回収路部での液体の流れの方向と直交する第２の回収路部の断面積が、第１の回収路部での液体の流れの方向と直交する第１の回収路部の断面積よりも大きく、各回収路部では、当該回収路部での前記液体の流れの方向において当該回収路部の断面積は一定であり、前記第１の合流点で段差が形成されることを特徴としている。

このように構成された発明では、第１の回収路部により第１の合流点に流れてくる液体に対し、第２のヘッドから回収される液体は第１の合流点で合流した後、第１のヘッドから回収された液体とともに第２の回収路部により貯留部に向けて流れる。したがって、第２の回収路部を流れる液体の流量は、第１の回収路部を流れる液体の流量よりも多くなる。ここで、第１の回収路部および第２の回収路部が同一断面積である場合には、第２の回収路部に繋がる第２のヘッドでの圧力変動が大きくなる。そこで、本発明では、第２の回収路部の断面積を第１の回収路部の断面積よりも大きくすることで、第２の回収路部の流路抵抗を低下させて上記圧力変動を抑制している。その結果、第１のヘッドおよび第２のヘッドに与えられる圧力を均一化することができる。

ここで、液体を噴射する第３のヘッドを備え、第３のヘッドから回収される液体が第２の回収路部により流れてくる液体（第１のヘッドおよび第２のヘッドから回収された液体）に第２の合流点で合流した後、第３の回収路部により貯留部に向けて流れる場合、上記と同様に構成するのが望ましい。すなわち、第３の回収路部での液体の流れの方向と直交する第３の回収路部の断面積が、第２の回収路部での液体の流れの方向と直交する第２の回収路部の断面積よりも大きくなるように構成するのが好適である。これによって、第３の回収路部を流れる液体の流量は多くなるものの、第３の回収路部の流路抵抗が低下しているため、第３の回収路部に繋がる第３のヘッドでの圧力変動を抑制することができる。その結果、第１のヘッドおよび第２のヘッドのみならず、第３のヘッドに与えられる圧力も均一化することができる。

また、断面積を調整する具体的な手段としては、例えば各回収路部で液体の流れの方向と直交する断面の幅および深さのうちの少なくとも一つを複数の回収路部の間で異ならせればよい。ただし、液体循環部、特に回収路の成形容易性や成形精度の向上などを考慮すると、断面の幅および深さのうちの一方を等しく、他方を互いに相違させるのが望ましい。

また上記発明では、合流部に対して上流側および下流側の回収路部の断面積を互いに相違させているが、各回収路部の断面積については任意である。例えば各回収路部での液体の流れの方向において当該回収路部の断面積を一定にした場合、合流点で段差が形成される。したがって、段差状の合流点で液体の流れが大きく変わり、流れに乱れが生じる。例えば沈降性の高い物質を含むホワイトインクを液体として噴射させる装置では、上記乱れによって沈降を回復しやすいという作用効果が得られる。

一方、各回収路部での液体の流れの方向において当該回収路部の断面積が連続的に増大するように構成してもよく、この場合、上記乱れの発生を抑制することができる。

さらに、液体循環部が貯留部から第１のヘッドおよび第２のヘッドに液体を供給する供給路を有する装置では、当該供給路を、貯留部から供給される液体から第１のヘッドに供給する液体を分岐させる第１の分岐点と、第１の分岐点に液体を流す第１の供給路部と、第１の分岐点で分岐されなかった液体を第１の分岐点から流す第２の供給路部とで構成することができる。この場合、第１の分岐点を通過する前後で液体の流量変化が見られる。すなわち、第２の供給路部を流れる液体の流量は、第１の分岐点で分岐されて第１のヘッドに供給された分だけ減少する。ここで、第１の供給路部および第２の供給路部が同一断面積である場合には、第２の供給路部に繋がる第２のヘッドでの圧力変動が生じる。そこで、第２の供給路部の断面積を第１の供給路部の断面積よりも小さくすることで、第２の回収路部の流路抵抗を増大させて上記圧力変動を抑制してもよい。これによって、第１のヘッドおよび第２のヘッドに与えられる圧力をさらに良好に均一化することができる。

本発明を適用可能なプリンターの構成を模式的に示す正面図。 図１に示すプリンターを制御する電気的構成を模式的に示すブロック図。 ヘッドにインクを供給する供給システムの構成例を模式的に示す図。 マニホールドの構成を示す図。 マニホールドの動作を説明するための図。

図１は、本発明を適用可能なプリンターの構成を模式的に示す正面図である。なお、図１や以下の図面では必要に応じて、プリンター１の各部の配置関係を明確にするために、プリンター１の左右方向Ｘ、前後方向Ｙおよび鉛直方向Ｚに対応した三次元の座標系を採用している。

図１に示すように、プリンター１では、繰出部２、プロセス部３および巻取部４が左右方向に配列されている。繰出部２および巻取部４はそれぞれ繰出軸２０および巻取軸４０を有している。そして、繰出部２および巻取部４にシートＳ（媒体）の両端がロール状に巻き付けられ、それらの間に張架されている。こうして張架された搬送経路Ｐcに沿ってシートＳが繰出軸２０からプロセス部３に搬送されて印刷ユニット６Ｕによる画像記録処理を受けた後、巻取軸４０へと搬送される。このシートＳの種類は、紙系とフィルム系に大別される。なお、以下の説明では、シートＳの両面のうち、画像が記録される面を表面と称する一方、その逆側の面を裏面と称する。

繰出部２は、シートＳの端を巻き付けた繰出軸２０と、繰出軸２０から引き出されたシートＳを巻き掛ける従動ローラー２１とを有する。繰出軸２０が回転することで、繰出軸２０に巻き付けられたシートＳが従動ローラー２１を経由してプロセス部３へと繰り出される。

プロセス部３は、繰出部２から繰り出されたシートＳをプラテン３０で支持しつつ、印刷ユニット６Ｕを用いてシートＳに画像を記録する。つまり、印刷ユニット６Ｕは、プラテン３０の表面に沿って並ぶ複数のヘッド６を有しており、ヘッド６がプラテン３０の表面に支持されたシートＳへインクを噴射することで、シートＳに画像が記録される。このプロセス部３では、プラテン３０の両側に前駆動ローラー３１と後駆動ローラー３２とが設けられており、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳがプラテン３０に支持されて画像の印刷を受ける。

プラテン３０の左右両側には従動ローラー３３、３４が設けられており、従動ローラー３３、３４は、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳを裏面側から巻き掛けている。

前駆動ローラー３１に対してはニップローラー３１nが設けられている。このニップローラー３１nは、前駆動ローラー３１との間でシートＳを挟み込むことによって、前駆動ローラー３１によるシートＳの搬送を確実に行なうことができる。同様に、後駆動ローラー３２に対してはニップローラー３２nが設けられている。

このように、前駆動ローラー３１から後駆動ローラー３２へと搬送されるシートＳは、プラテン３０で支持されつつプラテン３０上を搬送方向Ｄsに搬送される。そして、プロセス部３では、プラテン３０に支持されるシートＳの表面に対してインクをインクジェット方式で噴射する複数のヘッド６がプラテン３０の表面に対向しつつ搬送方向Ｄsに並ぶ。これらのヘッド６のそれぞれでは、搬送方向Ｄsに直交するＹ方向に複数のノズルが直線状に並んでノズル列が形成され、さらに複数列のノズル列が搬送方向Ｄsに間隔を空けて並んでいる。したがって、ヘッド６のそれぞれは、複数ラインのライン画像を同時に記録することができる。そして、ヘッド６は、プラテン３０に支持されたシートＳの表面に対して若干のクリアランスを空けて対向しつつ、対応する色のインクをインクジェット方式で噴射する。

これらのヘッドのうちカラーインク用ヘッド６はそれぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびブラック（Ｋ）のインクを噴射してカラー画像を形成する。また、これらカラーインク用ヘッド６よりも搬送方向Ｄsの上流側（図１の左手側）に配設されたヘッド６はホワイト（Ｗ）のインクを噴射するものであり、上記カラーインク用のヘッド６により形成されるカラー画像の背景（以下「背景画像」という）を印刷する。さらに、カラーインク用ヘッド６よりも搬送方向Ｄsの下流側（図１の右手側）に配設されたヘッド６は透明のインクを噴射するものであり、カラー画像および背景画像に対して、透明インクがさらに噴射される。

ちなみに、インクとしては、紫外線（光）を照射することで硬化するＵＶ（ultraviolet）インク（光硬化性インク）が用いられる。そこで、本実施形態では、背景画像用のＵＶランプ３６、カラー画像用のＵＶランプ３７ａ、３７ｂ、および透明インク用のＵＶランプ３８が設けられている。すなわち、ＵＶランプ３６、３７ａ、３７ｂ、３８は、各インクを硬化させてシートＳに定着させる。

このように、プロセス部３では、プラテン３０に支持されるシートＳに対して、インクの噴射および硬化が適宜実行されて、例えば透明インクでコーティングされた背景画像付のカラー画像が形成される。そして、このカラー画像の形成されたシートＳが、後駆動ローラー３２によって巻取部４へと搬送される。

巻取部４は、シートＳの端を巻き付けた巻取軸４０と、巻取軸４０へと搬送されるシートＳを巻き掛ける従動ローラー４１とを有する。巻取軸４０が回転することで、従動ローラー４１を経由してシートＳが巻取軸４０に巻き付けられる。

以上がプリンター１の機械的構成の概要である。続いて、プリンター１を制御する電気的構成について説明を行なう。図２は、図１に示すプリンターを制御する電気的構成を模式的に示すブロック図である。プリンター１では、外部のホストコンピューターなどからの指令に応じてプリンター１の各部を制御するプリンター制御部２００が設けられている。そして、ヘッド、ＵＶランプ、シート搬送系およびインク供給系の装置各部はプリンター制御部２００によって制御される。これら装置各部に対するプリンター制御部２００の制御の詳細は次のとおりである。

プリンター制御部２００は、図１を用いて詳述したシートＳの搬送を制御する機能を司る。つまり、シート搬送系を構成する部材のうち、繰出軸２０、前駆動ローラー３１、後駆動ローラー３２および巻取軸４０それぞれにはモーターが接続されている。そして、プリンター制御部２００はこれらのモーター群を回転させつつ、各モーターの速度やトルクを制御して、シートＳの搬送を制御する。

さらに、プリンター制御部２００は、プラテン３０上でのシートＳの搬送状況に応じて、印刷ユニット６Ｕのヘッド６の動作や、ＵＶランプ３６、３７ａ、３７ｂ、３８の動作を制御する。

また、プリンター１には、ユーザーインターフェースとしてのディスプレイ５３が設けられている。ディスプレイ５３は、タッチパネルによって構成されており、ユーザーに対して表示を行う表示機能の他、ユーザーからの入力を受け付ける入力機能も果たす。そして、プリンター制御部２００が、各種情報や指令をディスプレイ５３に表示するとともに、ユーザーからの入力に従ってプリンター１の各部を制御する。

次に、プリンター１に装備されるインク供給機構の構成例について説明する。図３はヘッドにインクを供給する供給システムの構成例を模式的に示す図である。インク供給機構では、プリンター制御部２００の動作指令に応じてインクの供給を制御するインク供給部６１を、各インク色について有している。これら６つのインク供給部６１は基本的には同一構成を有している。すなわち、インク供給部６１は、インクを貯留するタンク６２（本発明の「貯留部」に相当）、当該タンク６２とマニホールド１００を接続する供給流路６３（供給管）、供給流路６３に設けられた送液ポンプ６４、およびマニホールド１００とタンク６２を接続する回収流路６５（回収管）を有する。こうして、タンク６２、供給流路６３、マニホールド１００、回収流路６５およびタンク６２をこの順番でインクが流動する循環経路６６が形成され、本発明の「液体循環部」として機能する。

マニホールド１００は、ホワイトインク用、４色のカラーインク用、透明インク用のヘッド６に対応してインク供給部６１がそれぞれ設けられているのと同様に、インク色毎に設けられている。例えばホワイトインク用のヘッド６として、複数個（本実施形態では１１個）のヘッドが設けられており、これらのヘッド６がホワイトインク用のマニホールド１００と接続される。このマニホールド１００は、供給流路６３を介して供給されたホワイトインクをホワイト用ヘッド６の個数分に分けて各ヘッド６に供給する機能と、各ヘッド６から回収されるホワイトインクを回収流路６５に合流させてタンク６２に送り出す機構とを有している。その他のインク色用マニホールド１００もホワイトインク用マニホールド１００と同一構成を有している。なお、マニホールド１００の詳しい構成および動作については、後で詳述する。

図３に戻って、インク供給部６１の構成説明を続ける。インク供給部６１は、タンク６２へのインク補給を行うインク補給機構６７と、タンク６２内の圧力を調整する圧力調整機構６８をさらに有している。インク補給機構６７は、インクカートリッジやインクパックなどのインク貯留体６７１、インク貯留体６７１とタンク６２とを接続する補給流路６７２（補給管）、および補給流路６７２に設けられた補給ポンプ６７３を有している。そして、プリンター制御部２００からの補給指令に応じて補給ポンプ６７３が順方向に回転することで、インク貯留体６７１内のインクが補給流路６７２を介してタンク６２に補給される。

また、圧力調整機構６８は、後述する加圧バッファタンクとタンク６２を接続する加圧経路（加圧配管）６８１、および加圧経路６８１に設けられた三方弁６８２を有している。そして、プリンター制御部２００からのバルブ切替指令に応じて三方弁６８２が作動することでタンク６２内の圧力を調整する。すなわち、当該三方弁６８２は、後述する加圧バッファタンクからタンク６２への経路と、タンク６２に大気を導入する経路とを切り替える機能を有しており、プリンター制御部２００からの切替指令に応じて各経路を選択可能となっている。例えば加圧バッファタンクからタンク６２への経路に切り替えられると、加圧バッファタンクに蓄圧されている正圧によってタンク６２が加圧され、タンク６２内の圧力を高める。逆に、タンク６２に大気を導入する経路に切り替えられると、タンク６２内が大気圧に戻される。

さらに、インク供給部６１は、インクに含まれる気泡などの気体成分を除去するために、脱気部６９が設けられている。すなわち、供給流路６３には、送液ポンプ６４の他に、脱気部６９が送液ポンプ６４に対してインク供給方向の下流側に設けられ、脱気ユニットを用いてヘッド６に供給されるインクを脱気する。

各脱気部６９は、図３に示すように、負圧供給経路６９１ｃを介して減圧バッファタンク７１に接続されている。減圧バッファタンク７１は例えば円柱形状を有しており、その内部空間で負圧を蓄圧可能となっている。減圧バッファタンク７１は負圧導入経路（配管）７２により真空ポンプ８に接続されている。また、負圧導入経路７２には、三方弁７３が設けられている。当該三方弁７３は、減圧バッファタンク７１から真空ポンプ８への経路と、真空ポンプ８に大気を導入する経路とを切り替える機能を有しており、プリンター制御部２００からの切替指令に応じて各経路を選択可能となっている。例えば減圧バッファタンク７１から真空ポンプ８への経路に切り替えられると、真空ポンプ８により減圧バッファタンク７１内の空気が吸引され減圧バッファタンク７１の内部空間の圧力が減圧される。一方、真空ポンプ８に大気を導入する経路に切り替えられると、真空ポンプ８による減圧バッファタンク７１の減圧が停止される。なお、減圧バッファタンク７１内の圧力を計測するために負圧センサー７４が設けられている。また、減圧バッファタンク７１の側面下方に対向するように漏洩センサー７５が配設され、減圧バッファタンク７１の内部空間にインクが流れ込んだ際には漏洩センサー７５によりインク漏洩を検知可能となっている。

また、本実施形態では、減圧バッファタンク７１以外に、加圧バッファタンク８１が設けられている。加圧バッファタンク８１は減圧バッファタンク７１と同一構造を有しており、その内部空間で正圧を蓄圧可能となっている。つまり、加圧バッファタンク８１は加圧導入経路（配管）８２により真空ポンプ８に接続されている。また、加圧導入経路８２には、三方弁８３が設けられている。当該三方弁８３は、真空ポンプ８から加圧バッファタンク８１への経路と、真空ポンプ８からの空気を大気に放出する経路とを切り替える機能を有しており、プリンター制御部２００からの切替指令に応じて各経路を選択可能となっている。例えば真空ポンプ８から加圧バッファタンク８１への経路に切り替えられると、真空ポンプ８により空気が加圧バッファタンク８１に与えられ、加圧バッファタンク８１の内部空間の圧力が高くなる。一方、真空ポンプ８からの正圧を大気に放出する経路に切り替えられると、真空ポンプ８からの加圧バッファタンク８１への加圧供給が停止される。なお、加圧バッファタンク８１内の圧力を計測するために加圧センサー８４が設けられている。

また、加圧バッファタンク８１には共通加圧経路（配管）８５の一方端が接続されている。この共通加圧経路８５の他方端は６本の分岐され、各分岐経路は加圧経路６８１として機能している。さらに共通加圧経路８５には、三方弁８６が設けられており、加圧バッファタンク８１から各インク供給部６１への経路と、加圧バッファタンク８１からの加圧を大気に放出する経路とを切り替える機能を有しており、プリンター制御部２００からの切替指令に応じて各経路を選択可能となっている。例えば加圧バッファタンク８１から各インク供給部６１への経路に切り替えられると、加圧バッファタンク８１内の加圧空気が各インク供給部６１に供給される。一方、加圧バッファタンク８１からの加圧空気を大気に放出する経路に切り替えられると、加圧バッファタンク８１から各インク供給部６１への加圧空気の供給が停止される。

次に、マニホールド１００の具体的構成および動作について図３ないし図５を参照しつつ説明する。図４はマニホールドの構成を示す図であり、同図（ａ）は外観斜視図であり、同図（ｂ）は部分切欠平面図であり、同図（ｃ）は底面図である。インク色毎にマニホールド１００が設けられているが、それらは同一構成を有している。したがって、以下においては、ホワイト用のマニホールド１００について説明し、その他の説明を省略する。

このマニホールド１００は、スラブ形状を有する本体部１０１と、３枚のシート部材１０２〜１０４とを備えている。本体部１０１の（−Ｘ）側面部および底面部には、それぞれ溝部１０５（図４（ｂ）参照）および溝部１０６（図４（ｃ）参照）がＹ方向に設けられている。溝部１０５および溝部１０６の（＋Ｙ）側端部は本体部１０１の内部に形成される連絡孔（図示省略）によって連通している。また、図４（ｂ）に示すようにシート部材１０２が本体部１０１の（−Ｘ）側面部に取り付けられて溝部１０５を塞いで供給流路１０７を形成し、図４（ｃ）に示すようにシート部材１０３が本体部１０１の底面部に取り付けられて溝部１０６を塞いで供給流路１０８を形成している。さらに、溝部１０５の（−Ｙ）側端部は図４（ｂ）に示すように、本体部１０１の内部で（＋Ｘ）方向に延設され、供給流路６３と接続される供給側ポート１０９と連通される。このため、供給流路６３および供給側ポート１０９を介して本体部１０１に圧送されてくるインクは上記供給流路１０７、１０８を流れる。これらの供給流路１０７、１０８が本発明の「供給路」として機能している。

また、溝部１０６は１１本の供給配管１１０ａ〜１１０ｋの基端部（つまり、＋Ｚ側端部）と連通している。供給配管１１０ａ〜１１０ｋの先端部（つまり、−Ｚ側端部）はそれぞれ対応するヘッド６に向けて延びており、１対１で接続されている。したがって、供給流路１０８を流れるインクは供給配管１１０ａ〜１１０ｋでそれぞれ分岐されて対応するヘッド６に供給される。このように、本実施形態では、ホワイトインクを噴射するヘッドとして１１個のヘッド６を設けている。そこで、各ヘッド６を区別するため、最も（＋Ｙ）方向側に位置するヘッド６を「ヘッド６ａ」と称し、（−Ｙ）方向側に順に位置するヘッド６をそれぞれ「ヘッド６ｂ」〜「ヘッド６ｋ」と称する。また、Ｙ方向におけるヘッド６ａ〜６ｋの位置をそれぞれ「ヘッド位置＃１」〜「ヘッド位置＃１１」とする。また、６つのヘッド６ａ、６ｃ、６ｅ、６ｇ、６ｉ、６ｋをＹ方向に一定ピッチで並べたヘッド列と、残りのヘッド６ｂ、６ｄ、６ｆ、６ｈ、６ｊをＹ方向に一定ピッチで並べたヘッド列とを構成している。そして、それらのヘッド列を半ピッチ分だけＹ方向に互いにシフトさせた状態でＸ方向に２列配置している。

ヘッド６ａ〜６ｋには、当該ヘッドから回収されるインクをマニホールド１００に回収するための回収配管１１１ａ〜１１１ｋの先端部がそれぞれ接続されている。また、回収配管１１１ａ〜１１１ｋは本体部１０１の内部を通って本体部１０１の上面部に形成された溝部１１２に連通されている。この溝部１１２はＸ方向における長さ（幅）ＷでＹ方向に延設されている。ただし、本実施形態では、後述するように溝部１１２は、深さが（−Ｙ）方向に進むにしたがって段階的に深くなるように仕上げられている。その理由については後で図５を参照しつつ詳述する。

このように構成された溝部１１２の（−Ｙ）方向端部は本体部１０１の内部を（−Ｙ）方向にさらに延設され、回収流路６５と接続される回収側ポート１１３と連通されている。そして、溝部１１２のうち上方に開口している部位がシート部材１０４（図５）で塞がれ、これによって回収経路１１４が形成されている。したがって、各回収配管１１１ａ〜１１１ｋを介してヘッドから回収されるインクは回収経路１１４で合流し、回収側ポート１１３および回収流路６５を介してタンク６２に戻される。このように、本実施形態では、回収経路１１４が本発明の「回収路」として機能している。

次に、マニホールド１００でのインク供給・回収動作について図５を参照しつつ説明する。図５はマニホールドの動作を説明するための図であり、同図中の断面構造は図４のＡ−Ａ線矢視構造を示している。図５に基づく動作理解のために、（＋Ｘ）側のヘッド列を構成するヘッド６ｂ、６ｄ、６ｆ、６ｈ、６ｊでのインクの供給・回収について説明するが、（−Ｘ）側のヘッド列においても全く同様である。

タンク６２からインクが供給流路６３および供給側ポート１０９を介してマニホールド１００の本体部１０１に圧送されてくると、当該インクは供給流路１０７、１０８を流れる。そして、供給流路１０８と供給配管１１０ｂとの接続位置、つまり分岐点ＢＰ１でタンク６２から供給されたインクの一部が分岐され、供給配管１１０ｂを介してヘッド６ｂに供給される。一方、残りのインクは分岐位置ＢＰ１から供給流路１０８を流れて次の分岐点（供給流路１０８と供給配管１１０ｄと接続された位置）ＢＰ２で再度インクの一部が分岐され、供給配管１１０ｄを介してヘッド６ｄに供給される。さらに、このよな分岐供給動作を繰り返しながら各ヘッド６ｆ、６ｈ、６ｊにインクが供給される。

一方、ヘッド６ｂから回収されるインクは回収配管１１１ｂによって回収経路１１４に流れ込み、回収経路１１４内をタンク６２に向かって流れる。そして、当該インクは回収経路１１４と回収配管１１１ｄとの接続位置、つまり合流点ＪＰ１でヘッド６ｄから回収されるインクと合流する。この合流点ＪＰ１からは、ヘッド６ｂからの回収インクとヘッド６ｄからの回収インクとが一緒に回収経路１１４内をタンク６２に向かってさらに流れる。このような合流動作が、回収経路１１４と回収配管１１１ｆとの接続位置（合流点ＪＰ２）、回収経路１１４と回収配管１１１ｈとの接続位置（合流点ＪＰ３）および回収経路１１４と回収配管１１１ｊとの接続位置（合流点ＪＰ４）で実行される。そして、回収経路１１４を介して回収側ポート１１３まで流れてきた回収インクは回収流路６５を介してタンク６２に戻される。

この実施形態では、上記したように溝部１１２の深さが（−Ｙ）方向に進むにしたがって段階的に深くなっている。より具体的には、図５に示すように、回収経路１１４のうち合流点ＪＰ１よりも（＋Ｙ）側の回収路部１１４１が最も浅く、合流点ＪＰ１で深さが深さｈ１から深さｈ２（＞ｈ１）に変化し、合流点ＪＰ１で段差が形成されている。また、回収経路１１４のうち合流点ＪＰ１から次の合流点ＪＰ２までの回収路部１１４２では、深さは深さｈ２のまま一定であるが、合流点ＪＰ２で深さが深さｈ２から深さｈ３（＞ｈ２）に変化し、合流点ＪＰ２においても段差が形成されている。それ以降の回収路部１１４３〜１１４５についても同様である。

このように各合流点ＪＰ１〜ＪＰ４では、当該合流点よりも下流側に位置する回収路部の深さは上流側に位置する回収路部の深さよりも深く、下流側回収路部の断面積は上流側回収路部の断面積よりも大きくなっている。したがって、次の作用効果が得られる。すなわち、当該合流点では回収インクが上流側回収路部を流れてきたインクに合流するため、下流側回収路部を流れる液体の流量は、上流側回収路部を流れる液体の流量よりも多くなる。ここで、両回収路部の深さが同一である場合（図５中の比較例）、各回収路部の流路抵抗Ｒは同一値となる。というのも、流路抵抗Ｒは、

で求めることができる。式中のμはインクの粘土であり、Ｌはインクの流れの方向における回収路部の長さである。

本実施形態では、ヘッドを等ピッチで配置するのに対応して回収配管も等ピッチで配置しており、
Ｌ＝Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３＝Ｌ４
となっている。また、幅Ｗも一定である。したがって、上流側回収路部および下流側回収路部の深さが同一であれば、各回収路部の流路抵抗Ｒは同一となる。そのため、比較例では、下流側回収路部に繋がるヘッド６での圧力変動が大きくなり、図５の点線で示すように、タンク６２内のインク液面との水頭差により各ヘッド６のノズルのメニスカスに与えられる水頭値は比較的広い圧力レンジで変化する。

これに対し、本実施形態では、いずれの合流点ＪＰ１〜ＪＰ４においても、下流側回収路部を上流側回収路部よりも深くすることで、下流側回収路部の流路抵抗を低下させている。このため、上記圧力変動が抑制される。その結果、各ヘッド６のノズルのメニスカスに与えられる水頭値は比較例に比べて狭い圧力レンジで変化し、圧力の均一化が図られている。

また、上記実施形態では、各回収路部１１４１〜１１４５でのインクの流れの方向において当該回収路部の断面積を一定にしており、各合流点ＪＰ１〜ＪＰ４で段差を形成している。このため、各段差部分でインク流れは大きく変化して乱される。このインク流れの乱れによってインク成分を撹拌することができる。特に、ホワイトインクは沈降性の高い物質を含んでいるため、上記乱れによって沈降を回復しやすく、ホワイトインク用マニホールド１００に段差構成を採用することはノズル詰まりなどを抑制する上で好適である。

また、上記実施形態では、供給側においても、図５に示すように回収側と類似した構成を採用している。供給流路１０８中の各分岐点ＢＰ１〜ＢＰ４で、当該分岐位置に対して上流側に位置する上流側供給路部と下流側に位置する下流側供給路部とで高さを相違させて流路抵抗を変化させている。これは、各分岐点ＢＰ１〜ＢＰを通過する前後でインクの流量変化に対応するために採用された構成である。すなわち、下流側供給路部を流れるインクの流量は、分岐点で分岐されてヘッド６に供給された分だけ減少する。そこで、下流側供給路部を上流側供給路部よりも低くすることで、インクの流れの方向における下流側供給路部の断面積を上流側供給路部の断面積よりも小さくしている。これによりインク流量の減少に対応して下流側供給路部の流路抵抗を高めており、各ヘッド６に与えられる圧力のさらなる均一化を図ることが可能となっている。

さらに、本実施形態では、図５に示すように、供給流路１０８におけるインクの流れの方向と、回収経路１１４におけるインクの流れの方向とを一致させている。そして、供給流路１０８の高さをインク流れの方向に段階的に低くすることと、回収経路１１４の深さをインク流れの方向に段階的に深くすることを組み合わせている。したがって、マニホールド１００の薄型化が可能となっている。

このように、本実施形態では、上流側供給路部および下流側供給路部がそれぞれ本発明の「第１の供給路部」および「第２の供給路部」に相当している。また、上流側回収路部および下流側回収路部がそれぞれ本発明の「第１の回収路部」および「第２の回収路部」に相当し、さらに下流側回収路部よりも下流側の回収路部が本発明の「第３の回収路部」に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上記実施形態の要素を適宜組み合わせまたは種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では、各回収路部１１４１〜１１４５でのインクの流れの方向において当該回収路部の断面積を一定にしているが、各回収路部１１４１〜１１４５の底面を傾斜面とし、インクの流れの方向にしたがって断面積が増えるように構成してもよい。この点については、供給路部側でも同様であり、各供給路部の天井面を傾斜面とし、インクの流れの方向にしたがって断面積が減少するように構成してもよい。

また上記実施形態では、下流側回収路部の断面積を上流側回収路部の断面積よりも大きくするために、下流側回収路部を上流側回収路部よりも深くしているが、深さの代わりに、あるいは深さとともに、回収路部の幅で調整してもよい。つまり、下流側回収路部の幅を上流側回収路部よりも広げることで下流側回収路部の断面積を上流側回収路部の断面積よりも大きくしてもよい。ここで、マニホールド１００における回収路部１１４１〜１１４５の成形容易性や成形精度の向上などを考慮すると、幅および深さのうちの一方を等しく、他方を互いに相違させるのが望ましい。この点については、供給路部についても同様である。

また上記実施形態ではタンク６２を１つとしたが、２つなど複数有していてもよい。タンクを複数有する場合、複数のタンクを連通する流路があるとよい。この場合、複数のタンクと、タンクを連通する流路を合わせて「貯留部」とする。

また上記実施形態では、（＋Ｘ）側のヘッド列を構成するヘッド６ｂ、６ｄ、６ｆ、６ｈ、６ｊ内でのインクの流れの方向と、（−Ｘ）側のヘッド列を構成するヘッド６ａ、６ｃ、６ｅ、６ｇ、６ｉ、６ｋ内でのインクの流れの方向とは互いに反対方向となっているが、ヘッド内でのインクの流れの方向は任意であり、全て同一方向となるように構成してもよい。

また、ヘッド６やＵＶランプの配置や個数を適宜変更したり、プラテン３０の形状などを適宜変更したりできる。また、プリンター１の各部の具体的構成を適宜変更することもでき、例えばヘッド６の構成を上述のものから変更しても良い。

上記実施形態では、ＵＶインクを用いたインクジェット式のプリンターに採用されているが、ＵＶインク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置を採用しても良い。微小量の液滴を吐出させる液体噴射ヘッド等を備える各種の液体噴射装置に流用可能である。なお、液滴とは、上記液体噴射装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体とは、液体噴射ヘッドが噴射させることができるような材料であれ良い。例えば、物質が液相であるときの状態のものであれば良く、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような流状体、また物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなどを含む。また、液体の代表的な例としては上記実施例の形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク、紫外線硬化インク等の各種液体組成物を包含するものとする。他の液体噴射装置の具体例としては、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置、捺染装置やマイクロディスペンサ等であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、布などに液体を噴射する捺染用の液体噴射装置を採用しても良い。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。

１…プリンター（液体噴射装置）、 ６、６ａ〜６ｋ…ヘッド、 ６２…タンク（貯留部）、 ６３…供給流路、 ６５…回収流路、 ６６…循環経路、 １００…マニホールド、 １０７、１０８…供給流路、 １１４…回収経路（回収路）、 １１４１〜１１４５…回収路部、 ＢＰ１…分岐点、 ＪＰ１〜ＪＰ４…合流点

Claims (4)

1. 液体を貯留する貯留部と、
   前記液体を噴射する第１のヘッドおよび第２のヘッドと、
   前記貯留部から前記第１のヘッドを経由して前記貯留部に液体が流れるとともに前記第２のヘッドを経由して前記貯留部に流れる液体循環部とを備え、
   前記液体循環部は、前記第１のヘッドおよび前記第２のヘッドから前記液体が前記貯留部に流れる回収路を有し、
   前記回収路は、前記第１のヘッドから流れる前記液体と前記第２のヘッドから流れる前記液体とが合流する第１の合流点と、前記第１のヘッドから流れる前記液体が前記第１の合流点に流れる第１の回収路部と、前記第１の合流点から前記液体が流れる第２の回収路部とを有し、
   前記第２の回収路部での前記液体の流れの方向と直交する前記第２の回収路部の断面積が、前記第１の回収路部での前記液体の流れの方向と直交する前記第１の回収路部の断面積よりも大きく、
   各回収路部では、当該回収路部での前記液体の流れの方向において当該回収路部の断面積は一定であり、
   前記第１の合流点で段差が形成されることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記液体を噴射する第３のヘッドを備え、
   前記液体循環部は前記液体が前記第３のヘッドを経由して前記回収路を通り前記貯留部に流れ、
   前記回収路は、前記第１のヘッドおよび前記第２のヘッドから流れる前記液体と前記第３のヘッドから流れる前記液体とが合流する第２の合流点と、前記液体が前記第２の合流点から流れる第３の回収路部とを有し、
   前記第３の回収路部での前記液体の流れの方向と直交する前記第３の回収路部の断面積が、前記第２の回収路部での前記液体の流れの方向と直交する前記第２の回収路部の断面積よりも大きく、
   前記第３の回収路部での前記液体の流れの方向において前記第３の回収路部の断面積は一定であり、
   前記第２の合流点で段差が形成される請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記複数の回収路部の間において、各回収路部で前記液体の流れの方向と直交する断面の幅および深さのうち一方が等しいのに対して他方が相違することで、前記複数の回収路部の断面積を相違させる請求項１または２に記載の液体噴射装置。
4. 液体を貯留する貯留部と、
   前記液体を噴射する第１のヘッドおよび第２のヘッドと、
   前記貯留部から前記第１のヘッドを経由して前記貯留部に液体が流れるとともに前記第２のヘッドを経由して前記貯留部に流れる液体循環部とを備え、
   前記液体循環部は、前記第１のヘッドおよび前記第２のヘッドから前記液体が前記貯留部に流れる回収路を有し、
   前記回収路は、前記第１のヘッドから流れる前記液体と前記第２のヘッドから流れる前記液体とが合流する第１の合流点と、前記第１のヘッドから流れる前記液体が前記第１の合流点に流れる第１の回収路部と、前記第１の合流点から前記液体が流れる第２の回収路部とを有し、
   前記第２の回収路部での前記液体の流れの方向と直交する前記第２の回収路部の断面積が、前記第１の回収路部での前記液体の流れの方向と直交する前記第１の回収路部の断面積よりも大きく、
   前記液体循環部は前記貯留部から前記第１のヘッドおよび前記第２のヘッドに前記液体を供給する供給路を有し、
   前記供給路は、前記貯留部から供給される前記液体から前記第１のヘッドに供給する前記液体を分岐させる第１の分岐点と、前記第１の分岐点に前記液体を流す第１の供給路部と、前記第１の分岐点で分岐されなかった前記液体を前記第１の分岐点から流す第２の供給路部とを有し、
   前記第２の供給路部での前記液体の流れと直交する前記第２の供給路部の断面積が、前記第１の供給路部での前記液体の流れと直交する前記第１の供給路部の断面積よりも小さいことを特徴とする液体噴射装置。

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