JP6889810B1 - 液体吐出装置及び液体吐出方法 - Google Patents

Abstract

液体吐出装置は、擬塑性の液体が流れる流路を有している流路部材と、流路内の液体に圧力を付与して流路部材から液滴を吐出させるアクチュエータと、流路内における液体の流量を設定する流量設定部と、を有している。流量設定部は、供給リザーバー、複数の供給マニホールド、複数の供給流路、複数の圧力室、複数の回収流路、複数の回収マニホールド及び回収リザーバーを順に循環する液体の循環流量を所定の目標流量に調整する。流路は、循環流量が目標流量であるときに、供給流路における液体の平均粘度が、供給マニホールドにおける液体の平均粘度の半分以下となる流路形状を有している。

Description

本開示は、液体吐出装置及び液体吐出方法に関する。

インクジェットプリンタ等の液体吐出装置が知られている。特許文献１では、インクとして、チキソトロピー性を有するものを用いたインクジェット記録装置が開示されている。

特開平８−２１６４２５号公報

本開示の一態様に係る液体吐出装置は、流路部材と、アクチュエータと、流量設定部と、を有している。前記流路部材は、擬塑性の液体が流れる流路を有している。前記アクチュエータは、前記流路内の前記液体に圧力を付与して前記流路部材から液滴を吐出させる。前記流量設定部は、前記流路内における前記液体の流量を設定する。前記流路は、供給リザーバーと、複数の供給マニホールドと、複数の供給流路と、複数の圧力室と、複数のノズルと、複数の回収流路と、回収リザーバーと、を有している。前記供給リザーバーは、前記液体が供給される。前記複数の供給マニホールドは、前記供給リザーバーに接続されており、前記供給リザーバーから前記液体が供給される。前記複数の供給流路は、前記複数の供給マニホールドのそれぞれに対して２以上の本数で設けられており、それぞれ前記複数の供給マニホールドのいずれかに接続されており、その接続されている供給マニホールドから前記液体が供給される。前記複数の圧力室は、前記複数の供給流路に互いに別々に接続されており、前記複数の供給流路から前記液体が供給され、前記アクチュエータによって圧力が付与される。前記複数のノズルは、前記複数の圧力室に互いに別々に接続されており、前記圧力室からの前記液体を外部へ吐出させる。前記複数の回収流路は、前記複数の圧力室に互いに別々に接続されており、前記複数の圧力室から前記液体を回収する。前記複数の回収マニホールドは、それぞれ前記複数の回収流路のいずれか２本以上に接続されており、前記複数の回収流路から前記液体を回収する。前記回収リザーバーは、前記複数の回収マニホールドに接続されており、前記複数の回収マニホールドから前記液体を回収する。前記流量設定部は、前記供給リザーバー、前記複数の供給マニホールド、前記複数の供給流路、前記複数の圧力室、前記複数の回収流路、前記複数の回収マニホールド及び前記回収リザーバーを順に循環する前記液体の循環流量を所定の目標流量に調整する。前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記供給流路における前記液体の平均粘度が、前記供給マニホールドにおける前記液体の平均粘度の半分以下となる流路形状を有している。

本開示の一態様に係る液体吐出方法は、上記液体吐出装置を用いる液体吐出方法であって、前記液体として、せん断速度が１０００ｓ^−１のときの粘度が０．０２Ｐａ・ｓ以上０．４Ｐａ・ｓ以下であり、せん断速度が０．０１ｓ^−１のときの粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下である擬塑性流体を用いる。

実施形態に係る液体吐出装置の全体構成を示す模式図である。 図２（ａ）は実施形態に係る液体吐出装置のヘッドの分解斜視図であり、図２（ｂ）は、上記ヘッドが含む第２流路部材の斜視図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は実施形態に係るヘッドの平面透視図である。 図３（ｂ）の領域IVの拡大図である。 実施形態に係るヘッドの個別流路の斜視図である。 図６（ａ）は図５のVIａ−VIａ線における断面図であり、図６（ｂ）は図５のVIｂ−VIｂ線における断面図である。 実施形態に係る液体吐出装置に用いられる液体の特性を示す図である。 実施形態に係る流路の部位毎の平均粘度の一例を示す図である。 変形例に係る個別流路の模式的な断面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の図面は、模式的なものである。従って、細部は省略されることがある。また、寸法比率は現実のものと必ずしも一致しない。複数の図面相互の寸法比率も必ずしも一致しない。特定の寸法が実際よりも大きく示され、特定の形状が誇張されることもある。

図面には、Ｄ１方向〜Ｄ６方向を示す矢印を付すことがある。これらの方向は、後述する吐出面３ａに平行な方向である。また、Ｄ２方向及びＤ５方向は、例えば、後述するヘッド３の長手方向に平行な方向であり、別の観点では、いわゆる主走査方向である。Ｄ３方向及びＤ６方向は、Ｄ２方向及びＤ５方向に直交する方向である。Ｄ１方向及びＤ４方向は、Ｄ３方向及びＤ６方向に対して傾斜する方向である。

（液体吐出装置の全体構成）
図１は、実施形態に係る液体吐出装置１（以下、「吐出装置１」ということがある。）の要部構成を模式的に示す図である。

吐出装置１は、例えば、インクジェットプリンタのように、ヘッド３の吐出面３ａから対象物１０１に向けて液滴を吐出することによって対象物１０１の表面に液体を付着させる装置として構成されている。なお、吐出面３ａは、鉛直方向に対していずれの方向に面していてもよいが、以下の説明では、便宜上、吐出面３ａが面する方向を下方として、上面又は下面等の語を用いることがある。

吐出装置１の具体的な種類（用途）は、適宜なものとされてよい。例えば、吐出装置１は、対象物１０１としての記録媒体（例えば紙）に対してインクを付着させて文字及び図形を印刷する（別の観点では情報を記録する）装置であってよい。すなわち、吐出装置１は、一般にいうプリンタであってよい。また、例えば、吐出装置１は、対象物１０１としての自動車のボディに対して塗料を付着させてボディを装飾する装置であってもよい。また、例えば、吐出装置１は、対象物１０１としての回路基板に導電性の粒子を含む液体を付着させて配線を形成する装置であってもよい。

また、図示の例とは異なり、吐出装置１は、対象物１０１に対して液体を付着させる装置でなくてもよい。例えば、吐出装置１は、容器内の物質と反応する液状の化学薬品を容器内へ吐出する装置であってもよいし、大気中に消毒液を散布する装置であってもよい。

上述の吐出装置１の具体的な種類の例示から理解されるように、対象物１０１の材料、形状及び寸法は適宜なものであってよい。図１は模式図であることから、対象物１０１は直方体で示されている。対象物１０１の材料としては、例えば、紙、布、樹脂、金属、セラミック及び木材、並びにこれらの組み合わせを挙げることができる。対象物１０１の種類としては、記録媒体（例えばロール紙又は枚葉紙）、回路基板、衣類、飲料用容器、収納用容器、電子機器の筐体及び自動車のボディを挙げることができる。対象物１０１又はそのうちの液体が付着される領域は、液滴を吐出する吐出面３ａよりも狭くてもよいし、広くてもよい。

また、上述の吐出装置１の具体的な種類の例示から理解されるように、液体の種類も適宜なものとされてよい。例えば、液体の種類としては、インク、塗料、導電性の粒子を含む液体、化学薬品及び消毒液を挙げることができる。インク及び塗料は、有機溶剤の有無、及び／又は対象物１０１の表面の保護の機能の有無等によって区別されることがある。ただし、そのような区別はなされなくてもよい。以下の説明において、塗料は適宜にインクに読み替えられて構わない。その逆も同様である。塗料は、着色を目的として顔料を含むものであってもよいし、着色を目的とせず（例えば光沢の付与及び／又は対象物１０１の保護のみを目的として）、顔料を含まないもの（無色のもの）であってもよい。

吐出装置１は、例えば、液滴を吐出するヘッド３と、ヘッド３と対象物１０１とを相対移動させる移動部５とを有している。ヘッド３は、液滴を吐出する複数のノズル（後述）が開口している吐出面３ａを有している。移動部５は、例えば、吐出面３ａと対象物１０１の表面とを対向させた状態を維持しつつ、両者を吐出面３ａ及び対象物１０１の表面に沿って相対移動させる。相対移動の方向は、例えば、Ｄ３方向又はＤ６方向である。吐出装置１の具体例であるインクジェットプリンタから理解されるように、上記のような相対移動に同期して吐出面３ａから液滴が吐出されることによって、複数のノズルの配置領域の面積よりも広い面積の領域に対して液滴が付着される。

また、吐出装置１は、例えば、液体を貯留しているタンク７を有している。ヘッド３は、タンク７からヘッド３へ液体を供給するための供給口３ｂと、ヘッド３からタンク７へ液体を回収するための回収口３ｃとを有している。すなわち、液体は、ヘッド３及びタンク７を循環する。このように液体を循環させることによって、例えば、液体がヘッド３内に滞留する蓋然性が低減される。ひいては、滞留した液体が固化したり、滞留した液体内の成分が沈殿したりする蓋然性が低減される。また、本実施形態では、液体を循環させることによって、後述するように、液体のせん断速度を調整し、ひいては、液体の粘度を調整することができる。

吐出装置１は、液体が循環するように液体に圧力を付与する循環作動部９と、各部（例えば、ヘッド３、移動部５及び循環作動部９）の制御を行う制御部１１とを有している。なお、循環作動部９及び制御部１１の組み合わせは、ヘッド３を循環する液体の流量（以下、循環流量という。）を設定する流量設定部１３として捉えられてよい。循環流量は、例えば、回収口３ｃからヘッド３の外部へ流出する液体の流量と同じとみなされてよい。

吐出装置１は、モノクロプリンタのように１つのみのヘッド３（及びタンク７）を有していてもよいし、カラープリンタのように互いに異なる種類の液体を吐出する複数のヘッド３（及び複数のタンク７）を有していてもよい。また、吐出装置１は、互いに同一の種類の液体を吐出する複数のヘッド３を有していてもよい。この同一の種類の液体を吐出する複数のヘッド３は、例えば、一定の面積に液体を付着させる時間を短縮したり、ドット密度を向上させたりすることに有利である。以下の説明では、便宜上、１つのヘッド３についてのみ言及する。

（移動部）
移動部５は、例えば、ヘッド３に対して対象物１０１を少なくともＤ３方向及びＤ６方向の一方へ相対移動させることが可能である。この方向は、既述のように、液滴を吐出するときの移動方向であり、いわゆる副走査方向である。移動部５は、Ｄ３方向及びＤ６方向以外の他の方向におけるヘッド３と対象物１０１との相対移動を実現可能であってよい。相対移動が実現されてよい他の方向としては、例えば、Ｄ３方向及びＤ６方向に直交するＤ２方向及びＤ５方向、並びに吐出面３ａに直交する方向（ヘッド３と対象物１０１とを近づける方向、及び両者を遠ざける方向）を挙げることができる。また、移動部５は、ヘッド３と対象物１０１との相対回転を実現可能であってもよい。

移動部５は、絶対座標系において、対象物１０１のみを移動させてもよいし、ヘッド３のみを移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。また、移動部５の具体的な構成は、吐出装置１の具体的な種類に応じて適宜に設定されてよい。

例えば、吐出装置１が、いわゆるラインプリンタである場合においては、移動部５は、対象物１０１としての記録媒体（例えば紙）を搬送する装置として構成されてよい。当該装置は、例えば、記録媒体に接触して摩擦力を生じる複数のローラと、複数のローラを回転させる電動機とを備えている。また、例えば、吐出装置１が、いわゆるシリアルプリンタである場合においては、移動部５は、対象物１０１としての記録媒体を所定の搬送方向に搬送する装置と、上記搬送方向に直交するとともに記録媒体に沿う方向にヘッド３を移動させる装置とを含んでよい。

また、例えば、吐出装置１は、任意の種類の対象物１０１を搬送するベルトコンベアを含んでよい。また、例えば、吐出装置１は、任意の種類の対象物１０１が載置される可動テーブルを含んでよい。また、例えば、吐出装置１は、任意の種類の対象物１０１を移動させる産業用ロボット、及び／又はヘッド３を移動させる産業用ロボットを含んでよい。産業用ロボットとしては、例えば、垂直多関節ロボット（狭義の多関節ロボット）、スカラロボット、直交ロボット及びパラレルリンクロボットを挙げることができる。

（タンク及び循環作動部）
タンク７及び循環作動部９は、例えば、液体を循環させる公知のインクジェットプリンタにおけるタンク及び循環作動部と同様のものとされたり、当該公知のタンク及び循環作動部を応用したものとされたりしてよい。

例えば、タンク７は、ヘッド３に供給される液体と、ヘッド３から回収した液体とを同一の空間に収容する構成であってよい。また、タンク７は、ヘッド３に供給される液体と、ヘッド３から回収した液体とを別個の空間に収容し、後者の空間から前者の空間へ液体を流れさせる構成であってもよい。この場合、タンク７は、１つのタンクが隔壁によって区切られて２つの空間を有していてもよいし、流路によって互いに接続された２つのタンクを有することによって２つの空間を有していてもよい。タンク７内（上記の空間）は、大気開放されていてもよいし、密閉されていてもよい。後者の場合、タンク７内の圧力は、バルブ又はバキュームポンプ等によって適宜な圧力に調整されてよい。タンク７は、メインタンクと、メインタンクよりも容量が小さいサブタンクとを有していてもよい。サブタンクは、メインタンクとヘッド３とを仲介する。

循環作動部９は、図示の例では、タンク７から液体をヘッド３に送出するポンプ１５と、供給口３ｂ側の液体の圧力を検出する圧力センサ１７Ａと、回収口３ｃ側の液体の圧力を検出する圧力センサ１７Ｂとを有している。制御部１１は、例えば、圧力センサ１７Ａ及び圧力センサ１７Ｂの検出値に基づいて、供給口３ｂ及び回収口３ｃの圧力差が所定の目標値に収束するようにポンプ１５をフィードバック制御する。これにより、循環流量が目標流量にフィードバック制御される。

図示の例とは異なり、供給口３ｂ側のポンプ１５に代えて、又は加えて、回収口３ｃからタンク７へ液体を送出するポンプ１５が設けられてもよい。また、液体を送出するポンプ１５に代えて、又は加えて、バキュームポンプ等によるタンク７内の圧力制御によって液体の流れが生成されてもよい。供給用の液体を収容しているタンクにおける液面を回収された液体を収容しているタンクにおける液面よりも高くすることによって、液体の流れが生成されてもよい。

圧力センサ１７Ａ及び１７Ｂに代えて、又は加えて、ヘッド３に供給される液体の流量を検出する流量センサ、及び／又はヘッド３から回収される液体の流量を検出するセンサが設けられ、循環流量の制御に利用されてもよい。また、上記の液体の流れを生成する種々の態様から理解されるように、これらのセンサに代えて、又は加えて、タンク７内の気圧を検出するセンサが設けられ、循環流量の制御に利用されてもよい。センサに基づくフィードバック制御が行われずに、オープンループ制御が行われてもよい。すなわち、センサは設けられなくてもよい。

タンク７及び循環作動部９は、例えば、移動部５によって絶対座標系において移動されない。従って、例えば、移動部５がヘッド３を絶対座標系において移動させる態様においては、ヘッド３は、タンク７及び循環作動部９に対して移動する。この場合、ヘッド３と、タンク７及び循環作動部９とは、例えば、可撓性のチューブによって構成された流路によって接続されてよい。また、移動部５がヘッド３を絶対座標系において移動させない態様においては、ヘッド３は、タンク７及び循環作動部９に対して固定的である。この場合、ヘッド３と、タンク７及び循環作動部９とを接続する流路の構成は任意である。上記の説明とは異なり、タンク７及び循環作動部９の全部又は一部は、ヘッド３と共に移動しても構わない。

（制御部）
制御部１１は、例えば、コンピュータによって構成されている。コンピュータは、特に図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び外部記憶装置を有している。ＣＰＵがＲＯＭ及び／又は外部記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによって、ヘッド３、移動部５及び循環作動部９の制御が行われる。

（ヘッド）
図２（ａ）は、ヘッド３の分解斜視図である。

ヘッド３は、液体が流れる流路を有している流路部材１９（符号は図１）と、流路部材１９内の液体に圧力を付与するアクチュエータ２１と、アクチュエータ２１に駆動信号を入力するための信号伝達部材２３（図１では図示を省略した。）とを有している。流路部材１９は、吐出面３ａを有している第１流路部材２５と、供給口３ｂ及び回収口３ｃを有している第２流路部材２７とを有している。第１流路部材２５の吐出面３ａとは反対側の面を加圧面２５ａということがある。

第１流路部材２５及び第２流路部材２７は、それぞれ概略平板状に構成されており、互いに重ね合わされることによって概略平板状の流路部材１９を構成する。供給口３ｂに供給された液体は、第２流路部材２７から第１流路部材２５へ供給され、ひいては、吐出面３ａから吐出される。吐出されずに残った液体は、第１流路部材２５から第２流路部材２７へ流れ、回収口３ｃから回収される。

制御部１１は、画像データ等の所定のデータに基づいて制御信号を出力する。制御信号は、例えば、信号伝達部材２３を介して、信号伝達部材２３に実装されている不図示のドライバに入力される。当該ドライバは、入力された制御信号に基づいて所定の波形を有する駆動信号を生成する。当該駆動信号は、信号伝達部材２３を介してアクチュエータ２１に入力される。アクチュエータ２１は、駆動信号の波形に応じた圧力波形で流路部材１９内の液体に圧力を付与する。これにより、流路部材１９内の液体が吐出面３ａから吐出される。なお、制御部１１とドライバとの役割分担は適宜に設定されてよく、また、ドライバは、制御部１１の一部と捉えられてもよい。

（第２流路部材、供給リザーバー及び回収リザーバー）
図２（ｂ）は、第２流路部材２７の斜視図である。より詳細には、この図は、第１流路部材２５側から第２流路部材２７を見た図となっており、図２（ｂ）の紙面上方は、図１及び図２（ａ）の紙面下方に対応している。図３（ａ）はヘッド３を吐出面３ａとは反対側から見た平面透視図である。この図では、第２流路部材２７の形状と、アクチュエータ２１とが示されている。

図２（ｂ）に示すように、第２流路部材２７は、第１流路部材２５側の面に形成された２つの溝（２９及び３１の符号を参照）を有している。この２つの溝は、第１流路部材２５に塞がれて、図２（ｂ）及び図３（ａ）に示す供給リザーバー２９及び回収リザーバー３１を構成する。供給リザーバー２９は、供給口３ｂに通じており、供給口３ｂに供給された液体を第１流路部材２５の流路に供給する流路である。回収リザーバー３１は、回収口３ｃに通じており、第１流路部材２５の流路から液体を回収し、回収した液体を回収口３ｃに導く流路である。

供給リザーバー２９及び回収リザーバー３１は、例えば、ヘッド３の長手方向（Ｄ２方向及びＤ５方向）に沿って直線状に延びている部分（主部２９ａ及び３１ａ）を有している。主部２９ａ及び３１ａは、例えば、複数のノズル（後述）の配置領域（ここでは図３（ａ）のアクチュエータ２１の配置領域を参照）の長手方向（Ｄ２方向及びＤ５方向）の長さに亘る長さを有している。また、主部２９ａと主部３１ａとは、複数のノズルの配置領域に対してヘッド３の短手方向の互いに逆側（Ｄ３方向及びＤ６方向）に位置している。実施形態の説明では、便宜上、主部２９ａ及び３１ａのみに着目して供給リザーバー２９及び回収リザーバー３１の形状及び寸法等について説明することがある

供給口３ｂは、例えば、供給リザーバー２９の一端（Ｄ２方向の端部）に通じている。供給リザーバー２９の他端（Ｄ５方向の端部）は、行き止まり（換言すれば袋小路）となっている。供給リザーバー２９内の液体は、前記一端から前記他端への方向（Ｄ５方向）に流れる。回収口３ｃは、例えば、回収リザーバー３１の一端（Ｄ５方向の端部）に通じている。回収リザーバー３１の他端（Ｄ２方向の端部）は、行き止まり（換言すれば袋小路）となっている。回収リザーバー３１内の液体は、前記他端から前記一端への方向（Ｄ５方向）に流れる。供給リザーバー２９内の液体が流れる方向と、回収リザーバー３１内の液体が流れる方向とは、図示の例では、互いに同一である。ただし、両者は互いに逆であってもよい。

供給リザーバー２９は、主部２９ａのみを有していてもよいし、他の部位を有していてもよい。図示の例では、供給リザーバー２９は、主部２９ａからヘッド３の長手方向に斜めに延びて供給口３ｂに至る部分（符号省略）を有している。同様に、回収リザーバー３１は、主部３１ａのみを有していてもよいし、他の部位を有していてもよい。図示の例では、回収リザーバー３１は、主部３１ａからヘッド３の長手方向に斜めに延びて回収口３ｃに至る部分（符号省略）を有している。

供給リザーバー２９及び回収リザーバー３１（例えばそのうちの主部２９ａ及び３１ａ）の横断面の形状及び寸法は、これらの流路の長さ方向の位置によらずに一定であってもよいし、位置によって異なっていてもよい。実施形態の説明では、前者を例に取ることがある。また、横断面の形状は、矩形等の適宜な形状とされてよい。供給リザーバー２９及び回収リザーバー３１の各種の寸法は、吐出装置１が適用される具体的な技術分野に応じて適宜に設定されてよい。

図示の例では、第２流路部材２７は、供給リザーバー２９及び回収リザーバー３１となる２つの溝の他、信号伝達部材２３が挿通されるスリット２７ａ（図２（ａ）及び図２（ｂ））と、アクチュエータ２１を収容する凹部２７ｂ（図２（ｂ）及び図３（ａ））とを有している。スリット２７ａは、例えば、第２流路部材２７を第１流路部材２５側からその反対側へ貫通しており、また、ヘッド３の長手方向に沿って延びている。凹部２７ｂは、例えば、アクチュエータ２１よりも一回り大きい平面形状を有しており、図示の例では、ヘッド３の長手方向を長手方向とする長方形である。

第２流路部材２７の材料等は任意である。例えば、第２流路部材２７は、金属、樹脂若しくはセラミック又はこれらの組み合わせによって構成されてよい。

（第１流路部材）
図３（ｂ）は、ヘッド３の平面透視図である。この図では、第１流路部材２５の形状と、アクチュエータ２１とが示されている。また、図４は、図３（ｂ）の領域IVの拡大図である。

第１流路部材２５の流路は、供給リザーバー２９から液体が供給される複数の供給マニホールド３３と、供給マニホールド３３から液体が供給される複数の個別流路３５とを有している。個別流路３５は、液滴を吐出面３ａから吐出するノズル（後述）を含んでいる。また、第１流路部材２５の流路は、複数の個別流路３５から液体を回収し、回収した液体を回収リザーバー３１に導く複数の回収マニホールド３７を有している。

特に図示しないが、第１流路部材２５は、この他、複数の供給マニホールド３３、複数の個別流路３５及び複数の回収マニホールド３７に対してＤ２方向及びＤ５方向に位置し、供給リザーバー２９と回収リザーバー３１とを接続する流路を有していてもよい。このような流路は、例えば、第１流路部材２５の温度を均一化することに寄与する。

（マニホールド）
供給マニホールド３３は、例えば、供給リザーバー２９側から回収リザーバー３１側へＤ４方向に沿って直線状に延びている主部３３ａ（図示の例では供給マニホールド３３の略全部に相当）を有している。Ｄ４方向は、ヘッド３の短手方向（Ｄ６方向）に対して傾斜している。同様に、回収マニホールド３７は、例えば、回収リザーバー３１側から供給リザーバー２９側へＤ１方向に沿って直線状に延びている主部３７ａ（図示の例では回収マニホールド３７の略全部に相当）を有している。Ｄ１方向は、ヘッド３の短手方向（Ｄ３方向）に対して傾斜している。実施形態の説明では、便宜上、主部３３ａ及び３７ａのみに着目して供給マニホールド３３及び回収マニホールド３７の形状及び寸法等について説明することがある

供給マニホールド３３の一端（Ｄ１方向の端部）は、平面透視において供給リザーバー２９に重なっている。当該一端は、第１流路部材２５の第２流路部材２７側の面に開口する開口３３ｂを介して供給リザーバー２９に通じている。供給マニホールド３３の他端（Ｄ４方向の端部）は、行き止まりとなっている。従って、供給リザーバー２９の液体は、開口３３ｂを介して供給マニホールド３３の前記一端に供給され、供給マニホールド３３内を前記一端から前記他端への方向（Ｄ４方向）に流れる。

回収マニホールド３７の一端（Ｄ４方向の端部）は、平面透視において回収リザーバー３１に重なっている。当該一端は、第１流路部材２５の第２流路部材２７側の面に開口する開口３７ｂを介して回収リザーバー３１に通じている。回収マニホールド３７の他端（Ｄ１方向の端部）は、行き止まりとなっている。従って、回収マニホールド３７の液体は、前記他端から前記一端への方向（Ｄ４方向）へ流れ、開口３７ｂを介して回収リザーバー３１に回収される。

供給マニホールド３３及び回収マニホールド３７は、複数のノズル（後述）の配置領域（ここではアクチュエータ２１の配置領域を参照）の短手方向（Ｄ３方向及びＤ６方向）の長さに亘る長さを有している。なお、供給マニホールド３３の回収リザーバー３１側の端部（Ｄ４方向の端部）は、例えば、回収リザーバー３１よりも供給リザーバー２９側に位置している。同様に、回収マニホールド３７の供給リザーバー２９側の端部（Ｄ１方向の端部）は、例えば、供給リザーバー２９よりも回収リザーバー３１側に位置している。

複数の供給マニホールド３３は、例えば、互いに同一の構成であり、また、Ｄ２方向に沿って一定のピッチで配列されている。換言すれば、複数の供給マニホールド３３は、互いに平行に同一の長さで延びている。複数の供給マニホールド３３の供給リザーバー２９に対する接続位置（開口３３ｂ）は、供給リザーバー２９に沿って一定のピッチで配列されている。

同様に、複数の回収マニホールド３７は、例えば、互いに同一の構成であり、また、Ｄ２方向に沿って一定のピッチで配列されている。換言すれば、複数の回収マニホールド３７は、互いに平行に同一の長さで延びている。複数の回収マニホールド３７の回収リザーバー３１に対する接続位置（開口３７ｂ）は、回収リザーバー３１に沿って一定のピッチで配列されている。

複数の供給マニホールド３３および複数の回収マニホールド３７は、例えば、一定のピッチで交互に配置されている。また、供給マニホールド３３と回収マニホールド３７とは互いに隣り合っており、互いに平行に延びている。より詳細には、供給マニホールド３３の上流側を除く大部分と、回収マニホールド３７の下流側を除く大部分とが複数のノズルの配置領域において互いに隣り合っている。

供給マニホールド３３及び回収マニホールド３７（例えばそのうちの主部３３ａ及び３７ａ）の横断面の形状及び寸法は、これらの流路の長さ方向の位置によらずに一定であってもよいし、位置によって異なっていてもよい。実施形態の説明では、前者を例に取ることがある。また、横断面の形状は、矩形等の適宜な形状とされてよい。供給マニホールド３３及び回収マニホールド３７の各種の寸法は、吐出装置１が適用される具体的な技術分野に応じて適宜に設定されてよい。

（個別流路）
個別流路３５は、例えば、概略、互いに隣り合う供給マニホールド３３及び回収マニホールド３７の間に位置して、両者に接続されている。個別流路３５は、１組のマニホールド（３３及び３７）毎に複数設けられている。同一のマニホールド（３３及び３７）に接続される複数の個別流路３５は、例えば、一定のピッチでマニホールドに沿って（Ｄ１方向に沿って）配列されており、１列の流路列を構成している。そして、複数の流路列がＤ２方向に配列されることによって、マトリックス状に複数の個別流路３５が配置されている。図示の例とは異なり、互いに隣り合う供給マニホールド３３及び回収マニホールド３７の間に２列以上の個別流路３５が設けられてもよい。

１つの流路列内において、複数の個別流路３５の構成は、基本的に同一である。また、複数の流路列同士の構成も基本的に同様である。ただし、例えば、互いに隣り合う流路列同士で個別流路３５の向きが異なっていてもよい（図示の例）。また、例えば、１つの流路列内において、複数の個別流路３５の形状及び／又は寸法が僅かに異なっていてもよい。複数の流路列のうち、Ｄ２方向の端部に位置する流路列及びＤ５方向の端部に位置する流路列は、液滴を吐出しない、いわゆるダミーの個別流路を有していてもよい。

個別流路３５は、吐出面３ａに開口し、液滴を吐出するノズル４３を有している。複数のノズル４３がＤ１方向に配列されて構成された列をノズル列というものとする。ノズル列内のノズル４３の配列方向（Ｄ１方向）は、対象物１０１に対するヘッド３の相対移動の方向（Ｄ３方向）に対して傾斜している。同一のノズル列に属するノズル４３は、上記の傾斜によって、Ｄ２方向の位置が互いに異なっている。また、複数のノズル列は、Ｄ３方向に見て一部同士が互いに重複している。この重複部分において、一のノズル列のノズル４３と、他のノズル列のノズル４３とは、Ｄ２方向の位置が互いに異なっている。そして、複数のノズル４３をＤ３方向に投影したとき、複数のノズル４３は、Ｄ２方向に基本的に一定の間隔で並ぶ。

これにより、ヘッド３において互いに隣り合うノズル４３同士の距離よりも短いピッチでＤ２方向に並ぶ複数のドットを対象物１０１の表面に形成することができる。例えば、仮想直線Ｒの範囲に３２個のノズル４３が投影され、仮想直線Ｒ内でノズル４３は、３６０ｄｐｉの間隔で並ぶ。これにより、仮想直線Ｒに直交する方向に対象物１０１とヘッド３とを相対移動させて液滴を吐出すれば、３６０ｄｐｉの解像度で印刷を行うことができる。

図５は、個別流路３５の斜視図である。また、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１流路部材２５及びアクチュエータ２１の断面図である。図６（ａ）は、図５のVIａ−VIａ線に対応している。図６（ｂ）は、図５のVIｂ−VIｂ線に対応している。

個別流路３５は、例えば、供給マニホールド３３に接続されている供給流路３９（第１供給流路３９Ａ及び第２供給流路３９Ｂ）と、供給流路３９に接続されている圧力室４１と、圧力室４１に接続されているノズル４３とを有している。ノズル４３は、既述のように、吐出面３ａに開口して第１流路部材２５の外部に通じている。供給マニホールド３３の液体は、供給流路３９及び圧力室４１を経由してノズル４３に供給される。そして、アクチュエータ２１によって圧力室４１に圧力が付与されることによって、ノズル４３から液滴が吐出される。また、個別流路３５は、圧力室４１と回収マニホールド３７とを接続している回収流路４５を有している。吐出されずに圧力室４１に残った液体は、回収流路４５から回収マニホールド３７に回収される。

圧力室４１は、例えば、アクチュエータ２１によって圧力が付与される圧力室本体４１ａと、圧力室本体４１ａとノズル４３とを接続するディセンダ４１ｂとを有している。

圧力室本体４１ａは、例えば、第１流路部材２５の加圧面２５ａに開口しており、アクチュエータ２１によって塞がれている。そして、アクチュエータ２１が上方及び／又は下方に撓み変形することによって圧力室本体４１ａ内の液体に圧力が付与される。ディセンダ４１ｂは、圧力室本体４１ａの下面から吐出面３ａに向かって延びている。ディセンダ４１ｂの横断面の面積は、圧力室本体４１ａの加圧面２５ａに平行な断面の面積よりも小さい。

圧力室本体４１ａの形状及び寸法は適宜に設定されてよい。図示の例では、圧力室本体４１ａの平面形状は円形状である。図示の例と異なり、圧力室本体４１ａの平面形状は、例えば、楕円又は菱形等の円形以外の形状であってもよい。また、圧力室本体４１ａは、厚さが平面視における径よりも小さい薄型形状とされている。図示の例では、圧力室本体４１ａの加圧面２５ａに平行な横断面の形状及びその寸法は上下方向において一定である。ただし、圧力室本体４１ａは、上下方向の位置によって横断面の形状及び／又はその寸法が異なっていてもよい。

ディセンダ４１ｂの形状及び寸法も適宜に設定されてよい。図示の例では、ディセンダ４１ｂの形状は直柱状である。また、図示の例では、横断面の形状は、円形である。図示の例とは異なり、ディセンダ４１ｂは、上下方向に対して傾斜していてもよいし、上下方向の位置に応じて径が変化していてもよい。また、横断面の形状は、楕円等の円形以外の形状であってもよい。

平面視におけるディセンダ４１ｂの圧力室本体４１ａに対する接続位置も適宜に設定されてよい。図示の例では、ディセンダ４１ｂは、円形の圧力室本体４１ａの外縁に隣接して接続されている。図示の例とは異なり、圧力室本体４１ａの形状が楕円又は菱形の場合においては、例えば、ディセンダ４１ｂは、圧力室本体４１ａの長手方向端部に接続されてよい。

ノズル４３は、ディセンダ４１ｂの底面の一部に開口している。ノズル４３は、例えば、ディセンダ４１ｂの底面の中央に開口していてもよいし、中央から離れた位置に開口していてもよい（図示の例）。ノズル４３の縦断面の形状は、吐出面３ａ側ほど径が小さくなるテーパ状とされている。ただし、ノズル４３は、一部又は全部が逆テーパであってもよい。ノズル４３の横断面の形状は、例えば、円形である。

供給流路３９は、例えば、第１供給流路３９Ａ及び第２供給流路３９Ｂを有している。図示の例とは異なり、供給流路３９は、第１供給流路３９Ａ及び第２供給流路３９Ｂの一方のみを有していてもよい。供給流路３９において、供給マニホールド３３に対する接続位置、圧力室４１に対する接続位置、流路形状及び寸法は、適宜に設定されてよい。図示の例では、以下のとおりである。

第１供給流路３９Ａは、供給マニホールド３３と圧力室本体４１ａとを接続している。第１供給流路３９Ａは、供給マニホールド３３の上面から上方へ向けて延びた後、Ｄ５方向に向けて延び、Ｄ４方向に向けて延びた後、再び上方へ向けて延びて圧力室本体４１ａの下面に接続されている。第１供給流路３９Ａの横断面の形状及びその寸法は、第１供給流路３９Ａの長さの大部分（例えば６割以上）に亘って概ね一定である。この大部分に亘る横断面の形状は矩形である。

第２供給流路３９Ｂは、供給マニホールド３３とディセンダ４１ｂとを接続している。第２供給流路３９Ｂは、供給マニホールド３３の下面からＤ５方向へ向けて延び、Ｄ１方向に向けて延びた後、ディセンダ４１ｂの側面に接続されている。第２供給流路３９Ｂの横断面の形状及びその寸法は、第２供給流路３９Ｂの長さの大部分（例えば６割以上）に亘って概ね一定である。この大部分に亘る横断面の形状は矩形である。

回収流路４５は、例えば、１つの個別流路３５に１つのみ設けられている。図示の例とは異なり、２以上の回収流路４５が設けられてもよい。回収流路４５において、回収マニホールド３７に対する接続位置、圧力室４１に対する接続位置、流路形状及び寸法は、適宜に設定されてよい。図示の例では、以下のとおりである。

回収流路４５は、回収マニホールド３７とディセンダ４１ｂとを接続している。回収流路４５は、回収マニホールド３７の側面からＤ２方向に向けて延び、Ｄ４方向に向けて延びた後、ディセンダ４１ｂの側面に接続されている。回収流路４５の横断面の形状及びその寸法は、回収流路４５の長さの大部分（例えば６割以上）に亘って概ね一定である。この大部分に亘る横断面の形状は矩形である。

既述のように、同一の供給マニホールド３３及び同一の回収マニホールド３７に接続されている複数の個別流路３５は、マニホールドに沿って一定のピッチで配列されている。従って、第１供給流路３９Ａと供給マニホールド３３との接続位置は、供給マニホールド３３に沿って一定のピッチで並んでいる。第２供給流路３９Ｂと供給マニホールド３３との接続位置、及び回収流路４５と回収マニホールド３７との接続位置についても同様である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１流路部材２５は、複数のプレート４７Ａ〜４７Ｍが積層されて形成されている。第１流路部材２５の各種の流路は、プレート４７Ａ〜４７Ｍに形成された孔又は凹部によって構成されている。複数のプレート４７Ａ〜４７Ｍは、例えば、金属又は樹脂により形成されてよい。図６（ｂ）に示す例では、回収マニホールド３７の上方及び下方にダンパ（符号省略）が設けられている。

既述のように、圧力室４１は、加圧面２５ａに開口している。図示の例とは異なり、圧力室４１を塞ぐプレートが設けられていてもよい。ただし、この場合は、圧力室４１を塞ぐプレートを第１流路部材２５の一部として捉えるか、アクチュエータ２１の一部として捉えるかの問題と考えることもできる。本開示の説明においては、上記のようなプレートは、アクチュエータ２１の一部として捉えるものとする。

（アクチュエータ）
図２（ａ）に示すように、アクチュエータ２１は、例えば、概略平板状の部材であり、第１流路部材２５の加圧面２５ａ（より詳細には図２（ａ）において点線で示す領域）に接合される。そして、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、アクチュエータ２１は、圧力室４１の上方の開口を塞ぐ。アクチュエータ２１は、基本的に全ての圧力室４１の配置領域に亘って広がっている。アクチュエータ２１は、圧力室４１毎に変位素子４９を有している。

アクチュエータ２１の構成は、公知の種々の構成、及び公知の構成を応用したものとされてよい。図示の例では、アクチュエータ２１は、いわゆるユニモルフ型の圧電アクチュエータとされている。具体的には、以下のとおりである。

アクチュエータ２１は、圧力室４１側から順に積層されている、振動板５１、共通電極５３、圧電体層５５及び個別電極５７を有している。振動板５１、共通電極５３及び圧電体層５５は、基本的に全ての圧力室４１の配置領域に亘って広がっている。個別電極５７は、圧力室４１毎に設けられている。個別電極５７は、例えば、平面透視において、圧力室４１の平面形状と相似形状を有しており、また、圧力室４１の中央側に重なっている。

圧電体層５５の個別電極５７と共通電極５３とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されている。従って、個別電極５７及び共通電極５３に電圧を印加すると、圧電体層５５は、面に沿う方向に収縮又は伸長する。この収縮又は伸長が振動板５１によって規制され、変位素子４９は、バイメタルのように圧力室４１側又はその反対側に撓む。これにより、圧力室４１内の液体に圧力が付与される。

アクチュエータ２１の各層の材料及び厚さ等は適宜に設定されてよい。例えば、振動板５１及び圧電体層５５は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ_３系、ＢａＴｉＯ_３系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ_３系、ＢｉＮａＮｂ_５Ｏ_１５系などのセラミックス材料によって構成されてよい。共通電極５３及び個別電極５７は、Ａｇ−Ｐｄ系又はＡｕ系などの金属材料によって構成されてよい。

共通電極５３は、例えば、一定の電位（基準電位）が付与される。個別電極５７は、例えば、既述の駆動信号が入力される。変位素子４９の駆動方式（別の観点では駆動信号の波形）は適宜なものとされてよい。例えば、駆動方式は、いわゆる引き打ち式とされてよい。

（液体）
図７は、吐出装置１に用いられる液体の特性を示す図である。この図において、横軸はせん断速度Ｄ（１／ｓ）を示している。縦軸は粘度η（Ｐａ・ｓ）を示している。ＥＸ１及びＥＸ２は、吐出装置１に用いられる液体の第１例及び第２例の特性を示している。

この図に示されているように、吐出装置１に用いられる液体は、擬塑性流体である。確認的に記載すると、擬塑性流体は、せん断速度が速いほど粘度が低下する非ニュートン流体であるということができる。せん断速度は、ずり速度、速度勾配又はひずみ速度と呼称されこともある。せん断速度は、例えば、簡便には、流れ方向に直交する方向に互いに離れた２つの位置同士の速度差を２つの位置同士の距離で割った値として算出される。粘度は、例えば、簡便には、せん断応力をせん断速度で割った値として算出される。せん断応力は、ずり応力と呼称されることもある。せん断応力は、簡便には、流れ方向に直交する方向に互いに離れた互いに平行な２つの面（同一の面積）同士を流れ方向にずらそうとする力を一方の面の面積で割った値として算出される。

また、擬塑性流体は、粘度ηを、η＝ｋ×Ｄ^ｐ−１なる、べき乗則で近似したときに、べき指数ｐが１未満となる、べき乗則流体であるということができる。ここで、ｋは粘性係数であり、Ｄはせん断速度である。なお、粘度ηは、Ｄの関数であることから、みかけ粘度と呼称されることもある。

吐出装置１に用いられる液体は、せん断応力を受けた時間が長くなるほど粘度が低下するチキソトロピー性を有していてもよいし、有していなくてもよい。

擬塑性流体の具体的な成分及び／又は組成は、公知の種々のもの、又は公知のものを応用したものとされてよい。例えば、一般に、インク及び塗料は擬塑性流体である。図７に特性が示されている第１例及び第２例に係る液体は、一般的な塗料（換言すれば市場で入手可能な塗料）である。擬塑性流体の具体的な特性も適宜なものとされてよい。一例を以下に挙げる。

例えば、液体は、せん断速度が１０００ｓ^−１のときの粘度が０．０２Ｐａ・ｓ以上０．４Ｐａ・ｓ以下のものとされてよい。なお、図７に特性を示す第１例に係る塗料においては、せん断速度が１０００ｓ^−１のときの粘度は０．３Ｐａ・ｓである。第２例に係る塗料においては、せん断速度が１０００ｓ^−１のときの粘度は０．１Ｐａ・ｓである。液体は、せん断速度が１０００ｓ^−１のときの粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上０．３Ｐａ・ｓ以下のものとされてもよい。

また、例えば、液体は、せん断速度が０．０１ｓ^−１のときの粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下のものとされてよい。なお、図７に特性を示す第１例に係る塗料においては、せん断速度が０．０１ｓ^−１のときの粘度は５Ｐａ・ｓである。第２例に係る塗料においては、せん断速度が０．０１ｓ^−１のときの粘度は３０Ｐａ・ｓである。液体は、せん断速度が０．０１ｓ^−１のときの粘度が５Ｐａ・ｓ以上３０Ｐａ・ｓ以下のものとされてもよい。

また、例えば、液体は、粘度をべき乗則で近似したときに、粘性係数ｋが１．０以上１．５以下、べき指数ｐが０．３５以上０．６５以下となるものとされてよい。なお、第１例に係る塗料においては、粘性係数ｋが１．０であり、べき指数ｐが０．６５である。第２例に係る塗料においては、粘性係数ｋが１．５であり、べき指数ｐが０．３５である。近似式は、例えば、最小二乗法によって特定されてよい。

（平均粘度）
以下では、平均粘度の概念を導入する。本来、粘度は、流路内の微小領域毎に異なる値を示す。しかし、微小領域毎の粘度は、必ずしも流路部材１９内における液体の粘度の設定に適しておらず、また、その算出も困難を伴うことがある。そこで、流路部材１９の流路の部位毎に平均化された粘度を平均粘度というものとする。平均粘度は、流路内の１つの部位に対して１つの値である。例えば、１本の供給マニホールド３３の平均粘度という場合は、１本の供給マニホールド３３全体における平均的な粘度である。

平均粘度は、例えば、以下のように算出されてよい。まず、吐出装置１に用いられる液体におけるせん断速度Ｄと粘度ηとの関係を特定する。この特定に際しては、公知の種々の方法が採用されてよく、また、公知の文献が参照されて特定されてもよい。次に、特定されたせん断速度Ｄと粘度ηとの関係を表す近似式を求める。近似式は、例えば、べき乗則等の適宜なものとされてよい。フィッティングの方法も最小二乗法等の公知のものとされてよい。次に、循環流量Ｕ（ｍ^３／ｓ）を境界条件とし、上記の近似式を用いて流路の各部位について流体シミュレーションを行い、各部位の上流端と下流端との間の差圧ΔＰ（Ｐａ）を求める。そして、所定の式に循環流量Ｕ、差圧ΔＰ及び各部位の寸法（ｍ）を代入して、平均粘度μ（Ｐａ・ｓ）を算出する。

平均粘度μを算出するための式の例を以下に示す。

流路形状が流れ方向を軸方向とする円柱状である場合の式は、以下のとおりである。
Ｕ＝（πｒ^４ΔＰ）／（８μＬ） （１）
ここで、ｒは、横断面の半径である。Ｌは、流路の長さである。

また、流路形状が流れ方向を軸方向とする角柱状（直方体）である場合の式は、以下のとおりである。
Ｕ＝（ｗ^３ｈΔＰ）／（４μＬ）
×（１６／３−１０２４／π^５×ｗ／ｈ
×Σ（１／ｑ^５×ｔａｎｈ（ｑπｈ／２ｗ）） （２）
ここで、ｑ＝１、３、５、７、９及び１１であり、Σは、ｑにこれらの６つの値を代入したときの６つの（１／ｑ^５×ｔａｎｈ（ｑπｈ／２ｗ））の総和である。ｗは、流路の幅である。ｈは、流路の高さである。Ｌは流路の長さである。

リザーバー（２９及び３１）並びにマニホールド（３３及び３７）においては、上流側と下流側とで流量Ｕが異なる。この場合、例えば、最も多い流量、最も少ない流量、又は平均的な流量のいずれが用いられてもよい。以下の説明の平均粘度は、上記のいずれの流量を用いて算出したものと捉えられてもよい。なお、リザーバー（２９及び３１）の平均粘度とマニホールド（３３及び３７）の平均粘度とを比較する場合には、互いに同じ条件で算出した平均粘度同士を比較してよい。例えば、最も多い流量を用いて算出した平均粘度（最も低い平均粘度）同士を比較してもよく、最も少ない流量を用いて算出した平均粘度（最も高い平均粘度）同士を比較してもよく、平均的な流量を用いて算出した平均粘度（平均的な平均粘度）同士を比較してもよい。例えば、以下の説明の平均粘度は、最も多い流量を用いて算出した平均粘度（最も低い平均粘度）と捉えられてよい。例えば、供給リザーバー２９及び供給マニホールド３３の平均粘度については、最も上流の流量を用いて算出したものと捉えられてよい。回収リザーバー３１及び回収マニホールド３７の平均粘度については、最も下流の流量を用いて算出したものと捉えられてよい。

圧力室４１、又は圧力室本体４１ａ若しくはディセンダ４１ｂにおいては、液体の流れの方向は一定とは限らない。以下の説明におけるこれらの部位における平均粘度は、上方から下方への方向を流れ方向として算出したものとする。例えば、ディセンダ４１ｂにおける平均粘度は、圧力室本体４１ａからノズル４３への方向を流れ方向として算出したものとする。

（流路部材における平均粘度）
図８は、流路部材１９における流路の部位毎の平均粘度μについて、部位間の相対関係の一例を示す図である。この図において、横軸は、流路部材１９の流路の複数の部位に対応している。縦軸は、各部位における平均粘度μを示している。

なお、図中において、平均粘度μ２は、複数の供給マニホールド３３のうちの１本の供給マニホールド３３における平均粘度μを示している。他の流路についても同様に、１本の流路における平均粘度μが示されている。供給流路３９の平均粘度μ３は、第１供給流路３９Ａ及び第２供給流路３９Ｂのいずれの平均粘度として捉えられてもよい。

液体吐出装置１は、図示のような平均粘度の関係が満たされるように、流量設定部１３によって制御される循環流量の目標流量と、流路部材１９の流路の形状及び寸法とが設定されている。換言すれば、流路部材１９の流路は、循環流量が目標流量であるときに、図８に示す関係が成立する流路形状を有している。換言すれば、流路部材１９の流路の形状及び寸法において、図８に示す平均粘度の関係が成立するような値に、循環流量が設定されている。例えば、流路部材１９の流路の形状及び寸法において、供給流路３９における液体の平均粘度が、供給マニホールド３３における液体の平均粘度の半分以下となるような値に、循環流量が設定されている。

循環流量の調整がオープンループ制御である場合においては、循環流量は、複数のノズル４３からの液滴の吐出量に起因する変動量が大きい。この場合、図８に示す関係は、例えば、全てのノズル４３から液滴が吐出されていない時期における循環流量において成立してよい。換言すれば、実施されている製品において、全てのノズル４３から液滴が吐出されていない時期における循環流量が、その製品における目標流量であると特定されてよい。この考え方は、目標流量への循環流量の追従性が低いフィードバック制御にも適用されてよい。

図８では、平均粘度について、例えば、以下の関係が成立している。

供給流路３９（３９Ａ又は３９Ｂ）における液体の平均粘度μ３は、供給マニホールド３３における液体の平均粘度μ２よりも低くされてよい。より詳細には、例えば、平均粘度μ３は、平均粘度μ２の１／２以下、１／３以下又は１／５以下とされてよい。

この場合、例えば、供給流路３９内の液体の平均粘度μ３が低いことから、供給流路３９から圧力室４１へ液体をスムーズに供給できる。また、供給マニホールド３３内では平均粘度μ２が高いことから、圧力波が減衰しやすい。その結果、圧力室４１から供給流路３９を介して供給マニホールド３３へ漏洩した圧力波が他の供給流路３９を介して他の圧力室４１へ伝搬する蓋然性が低減される。すなわち、いわゆる流体クロストークを低減することができる。

回収流路４５と回収マニホールド３７との間においても上記と同様の関係が成立してよい。すなわち、回収流路４５における液体の平均粘度μ５は、回収マニホールド３７における液体の平均粘度μ６よりも低くされてよい。より詳細には、例えば、平均粘度μ５は、平均粘度μ６の１／２以下、１／３以下又は１／５以下とされてよい。この場合も上記と同様の効果が奏される。

供給マニホールド３３の平均粘度μ２は、供給リザーバー２９の平均粘度μ１よりも低くされてよい。より詳細には、例えば、平均粘度μ２は、平均粘度μ１の１／２以下、１／３以下又は１／４以下とされてよい。

この場合、例えば、供給マニホールド３３内の液体の平均粘度μ２が低いことにより、供給マニホールド３３から供給流路３９へ液体をスムーズに供給できる。また、供給リザーバー２９内では粘度が高く圧力波が減衰しやすいため、供給リザーバー２９を介した圧力波の伝搬によるクロストークを低減することができる。

回収マニホールド３７と回収リザーバー３１との間においても上記と同様の関係が成立してよい。すなわち、回収マニホールド３７における液体の平均粘度μ６は、回収リザーバー３１における液体の平均粘度μ７よりも低くされてよい。より詳細には、例えば、平均粘度μ６は、平均粘度μ７の１／２以下、１／３以下又は１／５以下とされてよい。この場合も上記と同様の効果が奏される。

ディセンダ４１ｂの平均粘度μ４は、回収流路４５の平均粘度μ５よりも高くされてよい。より詳細には、例えば、平均粘度μ４は、平均粘度μ５の１．５倍以上とされてよい。

この場合、例えば、粘度が高いと気泡の移動に対する抵抗が大きくなるため、ノズル４３からディセンダ４１ｂ内に入ってしまった気泡を回収流路４５から回収できる蓋然性が高くなる。

ディセンダ４１ｂと供給流路３９との間においても上記と同様の関係が成立してよい。すなわち、ディセンダ４１ｂの平均粘度μ４は、供給流路３９の平均粘度μ３よりも高くされてよい。より詳細には、例えば、平均粘度μ４は、平均粘度μ３の１．５倍以上又は２倍以上とされてよい。

この場合、例えば、供給流路３９の平均粘度μ３が低いことから、ディセンダ４１ｂにスムーズに液体を供給することができる。その結果、例えば、液体の連続吐出により、ディセンダ４１ｂへの液体供給が間に合わなくなる蓋然性が低減される。

供給マニホールド３３の平均粘度μ２は、個別流路３５の各流路（ただし、圧力室本体４１ａは除く）の平均粘度（μ３、μ４及びμ５）よりも高くされてよい。より詳細には、例えば、平均粘度μ２は、平均粘度μ３、μ４及びμ５のいずれに対しても１．５倍以上とされてよい。

この場合、例えば、個別流路３５における平均粘度μが低いことより、ノズル４３に液体をスムーズに供給できる。また、供給マニホールド３３における平均粘度μが高いことにより、個別流路３５から供給マニホールド３３に漏れ出した圧力が早く減衰する。そのため、流体クロストークが生じにくい。

回収マニホールド３７と個別流路３５との間においても上記と同様の関係が成立してよい。すなわち、回収マニホールド３７における液体の平均粘度μ６は、個別流路３５の各流路の平均粘度（μ３、μ４及びμ５）よりも高くされてよい。より詳細には、例えば、平均粘度μ６は、平均粘度μ３、μ４及びμ５のいずれに対しても１．５倍以上とされてよい。この場合も上記と同様の効果が奏される。

（平均粘度等の値の一例）
上記のような平均粘度μの関係を実現する液体の特性、循環流量、流路の形状及び寸法等の組み合わせは無数に存在し、また、吐出装置１が適用される具体的な技術分野に応じて適宜に設定されてよい。以下では、図７を参照して説明した一般的な塗料が用いられた場合の値の一例を示す。

循環流量は、例えば、５０ｍｌ／ｍｉｎ以上３００ｍｌ／ｍｉｎとされてよい。液体が吐出されていないときのノズル４３における圧力は、大気圧（約１００ｋＰａ）に対して±２ｋＰａとされてよい。供給口３ｂと回収口３ｃとの差圧は、４０ｋＰａ以上１６０ｋＰａ以下とされてよい。

供給リザーバー２９及び回収リザーバー３１のそれぞれにおいて、幅ｗは、４ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされてよく、高さｈは、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下とされてよく、長さＬは、２００ｍｍ以上８００ｍｍ以下とされてよい。供給マニホールド３３及び回収マニホールド３７のそれぞれにおいて、幅ｗは、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下とされてよく、高さｈは、０．５ｍｍ以上６ｍｍ以下とされてよく、長さＬは５ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされてよい。第１供給流路３９Ａにおいて、幅ｗ及び高さｈそれぞれは５０μｍ以上２００μｍ以下とされてよい。第２供給流路３９Ｂにおいて、幅ｗは５０μｍ以上２００μｍ以下とされてよく、高さｈは２５μｍ以上２００μｍ以下とされてよい。回収流路４５において、幅ｗは７０μｍ以上２００μｍ以下とされてよく、高さｈは８０μｍ以上２００μｍ以下とされてよい。供給流路３９及び回収流路４５の長さＬは、３００μｍ以上１５００μｍ以下とされてよい。ディセンダ４１ｂにおいて、半径ｒは５０μｍ以上２５０μｍ以下とされてよく、長さＬは０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下とされてよい。ノズル４３において、半径ｒは５μｍ以上５０μｍ以下とされてよい。

上記のような条件における平均粘度μの試算の一例を以下に示す。なお、ディセンダ４１ｂは、（１）式によって平均粘度μを算出し、他の流路については、（２）式によって平均粘度μを算出した。供給リザーバー２９及び回収リザーバー３１それぞれにおける平均粘度μは、０．４Ｐａ・ｓ以上２Ｐａ・ｓ以下である。供給マニホールド３３及び回収マニホールド３７それぞれにおける平均粘度μは、０．１Ｐａ・ｓ以上０．４Ｐａ・ｓ以下である。供給流路３９及び回収流路４５それぞれにおける平均粘度μは、０．０１Ｐａ・ｓ以上０．１Ｐａ・ｓ以下である。ディセンダ４１ｂにおける平均粘度μは、０．０５Ｐａ・ｓ以上０．２Ｐａ・ｓ以下である。

（流体抵抗）
流路部材１９内の流体抵抗（Ｎ・ｓ／ｍ^５）は適宜に設定されてよい。例えば、流体抵抗は、以下の条件１及び条件２の双方が成り立つように設定されてよい。

条件１：
（１／２）×Ｒ_ｒ×Ｕ（１＋１／ｍ）と、
（１／２）×Ｒ_ｍ×（Ｕ／ｍ）×（１＋１／ｎ）との和が、
２σ／ｒよりも小さい。
条件２：
Ｒ_ｒ＜１／１０×Ｒ_ｍ×（１／ｍ）
ここで、Ｒ_ｒは、供給リザーバー２９における液体の流体抵抗である。Ｒ_ｍは、供給マニホールド３３における液体の流体抵抗である。ｍは、供給リザーバー２９に接続されている供給マニホールド３３の本数である。ｎは、供給マニホールド３３毎の個別流路３５（ノズル４３）の数である。Ｕは、供給リザーバー２９に流入する液体の流量（ｍ^３／ｓ）である。σは、液体の表面張力（Ｎ／ｍ）である。ｒは、ノズル４３の半径（ｍ）である。

ここでは、液滴を吐出可能となっていないダミーの個別流路のみが接続されている供給マニホールド３３は無視されている。また、供給マニホールド３３は、互いに同数のノズル４３が接続されているものと仮定している。また、複数の供給マニホールド３３のピッチと、供給リザーバー２９の上流端から１本目の供給マニホールド３３までの距離と、最後の供給マニホールド３３から供給リザーバー２９の下流端までの距離とが等しいと仮定している。

条件１における（１／２）×Ｒ_ｒ×Ｕ（１＋１／ｍ）は、供給リザーバー２９内の圧力降下量（上流と下流との圧力差）に対応している。具体的には、供給リザーバー２９の上流端から１本目の供給マニホールド３３までの圧力降下量をＵ×Ｒ_ｒ／ｍ、１本目の供給マニホールド３３から２本目の供給マニホールドまでの圧力降下量を（Ｕ−Ｕ／ｍ）×Ｒ_ｒ／ｍのように算出している。そして、上流端から下流端まで圧力降下量の総和である、Ｕ×Ｒ_ｒ／ｍ＋（Ｕ−Ｕ／ｍ）×Ｒ_ｒ／ｍ＋…＋Ｕ／ｍ×／Ｒ_ｒ／ｍにより、上記の（１／２）×Ｒ_ｒ×Ｕ（１＋１／ｍ）が得られている。

条件１における（１／２）×Ｒ_ｍ×（Ｕ／ｍ）×（１＋１／ｎ）は、１本の供給マニホールド３３内の圧力降下量（上流と下流との圧力差）に対応している。この式は、上記の供給リザーバー２９内の圧力降下量と同様に得られている。すなわち、供給リザーバー２９に係る式において、供給リザーバー２９の流体抵抗Ｒ_ｒは供給マニホールド３３の流体抵抗Ｒ_ｍに置換され、供給リザーバー２９に流入する流量Ｕは供給マニホールド３３に流入する液体の流量Ｕ／ｍに置換され、供給マニホールド３３の数ｍはノズル４３の数ｎに置換されている。

条件１における、（１／２）×Ｒ_ｒ×Ｕ（１＋１／ｍ）と（１／２）×Ｒ_ｍ×（Ｕ／ｍ）×（１＋１／ｎ）との和は、概略、最上流の個別流路３５と最下流の個別流路３５との圧力差に相当している。最上流の個別流路３５は、供給リザーバー２９の最も上流に接続されている供給マニホールド３３の最も上流に接続されている個別流路３５である。最下流の個別流路３５は、供給リザーバー２９の最も下流に接続されている供給マニホールド３３の最も下流に接続されている個別流路３５である。個別流路３５の圧力降下は、複数の個別流路３５同士で略等しいので、上記の和は、全てのノズル４３の圧力差（最も圧力が高いノズル４３と最も圧力が低いノズル４３との圧力差）に相当している。

そして、上記の和が２σ／ｒよりも小さい場合においては、全てのノズル４３において、大気圧下でメニスカスを保持することが容易である。なお、条件１に関して、既に触れたように、ダミーの個別流路のみが接続されている供給マニホールド３３及びダミーの個別流路は無視されてよい。また、最上流の供給マニホールド３３又は最下流の供給マニホールド３３等においては、接続されている個別流路３５の数が他の供給マニホールド３３よりも少ないことがある。この場合は、例えば、最上流の供給マニホールド３３又は最下流の供給マニホールド３３を無視してもよいし、逆に、最上流の供給マニホールド３３又は最下流の供給マニホールド３３にも他の供給マニホールド３３と同数の個別流路３５が接続されていると仮定してもよい。

条件２は、供給リザーバー２９の流体抵抗Ｒ_ｒと、供給マニホールド３３の流体抵抗Ｒ_ｍとの大小関係を示している。供給マニホールド３３に流入する液体の流量は、供給リザーバー２９に流入する液体の流量の１／ｍであることから、流体抵抗Ｒ_ｍに１／ｍを乗じて、流体抵抗Ｒ_ｒと、流体抵抗Ｒ_ｍとを比較している。そして、条件２が成り立つということは、供給リザーバー２９の流体抵抗Ｒ_ｒが供給マニホールド３３の流体抵抗Ｒ_ｍとの比較において極端に小さいことを意味している。

例えば、従来技術では、Ｒ_ｒは、Ｒ_ｍ×（１／ｍ）の約１／５である。一方、本実施形態では、Ｒ_ｒは、Ｒ_ｍ×（１／ｍ）の１／４０以上１／１０未満とされてよい。もちろん、本実施形態においても、従来技術と同様に、Ｒ_ｒは、Ｒ_ｍ×（１／ｍ）の約１／５程度とされても構わない。

条件２が満たされることによって、例えば、供給リザーバー２９から複数の供給マニホールド３３の位置へ液体が流れやすくなり、複数の供給マニホールド３３同士の流量の差が緩和される。ひいては、全ての供給マニホールド３３に対して安定して液体を供給することができる。

条件１及び２に加えて、以下の条件３が成り立つように流体抵抗が設定されてもよい。
条件３：
Ｒ_ｍ＜１／１０×Ｒ_ｎ×（１／ｎ）である
ここで、Ｒ_ｎは、ノズル４３における流体抵抗である。

条件３は、供給マニホールド３３の流体抵抗Ｒ_ｍと、個別流路３５の流体抵抗との大小関係を示している。ただし、ノズル４３の流体抵抗Ｒ_ｎは、個別流路３５の他の部位の流体抵抗に比較して遥かに大きいことから、個別流路３５の流体抵抗をノズル４３の流体抵抗Ｒ_ｎによって近似している。また、個別流路３５に流入する液体の流量は、供給マニホールド３３に流入する液体の流量の１／ｎであることから、流体抵抗Ｒ_ｎに１／ｎを乗じて、流体抵抗Ｒ_ｍと、流体抵抗Ｒ_ｎとを比較している。

条件３が成り立つということは、供給マニホールド３３の流体抵抗Ｒ_ｍがノズル４３の流体抵抗Ｒ_ｎとの比較において極端に小さいことを意味している。例えば、従来技術では、Ｒ_ｍは、Ｒ_ｎ×（１／ｎ）の約１／６である。なお、本実施形態においても、従来技術と同様に、Ｒ_ｍは、Ｒ_ｎ×（１／ｎ）の約１／６程度とされても構わない。例えば、Ｒ_ｍは、Ｒ_ｎ×（１／ｎ）の１／１０以上１／４以下とされて構わない。

条件３が満たされることによって、例えば、供給マニホールド３３から複数の個別流路３５の位置へ液体が流れやすくなり、複数の個別流路３５同士の流量の差が緩和される。ひいては、全ての個別流路３５に対して安定して液体を供給することができる。

なお、図８に示す平均粘度を実現する寸法の一例として例示した流路の寸法等の一例は、条件１〜３が満たされる流路の寸法等の一例として参照されてよい。

（変形例）
図９は、変形例に係る個別流路２３５の模式的な断面図である。

個別流路２３５の圧力室２４１は、実施形態の圧力室４１と同様に、圧力室本体２４１ａと、ディセンダ２４１ｂとを有している。ただし、ディセンダ２４１ｂは、互いに横断面の面積が異なる第１部位２４１ｂａ及び第２部位２４１ｂｂを有している。

第１部位２４１ｂａは、ノズル４３と接続されている。第２部位２４１ｂｂは、圧力室本体２４１ａに接続されている。換言すれば、第２部位２４１ｂｂは、第１部位２４１ｂａよりも圧力室本体２４１ａ側に位置する部位である。そして、第２部位２４１ｂｂの横断面の面積は、第１部位２４１ｂａよりも広くなっている。

第１部位２４１ｂａ及び第２部位２４１ｂｂは、横断面の面積が互いに異なっていることなどから、平均粘度が互いに異なっている。例えば、第２部位２４１ｂｂにおける液体の平均粘度は、第１部位２４１ｂａにおける液体の平均粘度よりも高くなっている。換言すれば、ディセンダ２４１ｂ内の平均粘度は、ノズル４３から圧力室本体４１ａに近づくほど段階的に増加する。なお、平均粘度の増加は、１段階だけでなく、２段階以上で増加してもよい。換言すれば、ディセンダは、第１部位及び第２部位の他に、第３部位等を有していてもよい。

本変形例のように第１部位２４１ｂａよりも圧力室本体２４１ａ側に位置している第２部位２４１ｂｂの平均粘度が第１部位２４１ｂａの平均粘度よりも高い場合においては、例えば、ノズル４３からディセンダ２４１ｂ内に入ってしまった気泡が圧力室本体２４１ａ側へ向かって移動し難くなる。ひいては、気泡が圧力室本体２４１ａに滞留して吐出特性が低下する蓋然性が低くなる。

なお、平均粘度が比較される２つの流路の少なくとも一方において、形状が異なる部分が存在する場合においては、２つの流路が接する部分の平均粘度同士が比較されてよい。例えば、変形例に係る個別流路２３５において、回収流路４５の平均粘度と、ディセンダ２４１ｂの平均粘度とを比較する場合、ディセンダ２４１ｂ全体の平均粘度ではなく、回収流路４５に直接に接続されている第２部位２４１ｂｂの平均粘度が比較に用いられてよい。回収流路４５とディセンダ２４１ｂとの間の流れに及ぼす影響が大きいのは、第２部位２４１ｂｂの平均粘度だからである。

本開示に係る技術は、以上の実施形態及び変形例に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

例えば、液体吐出装置は、圧電体によって液体に圧力を付与する圧電式のものに限定されない。液体吐出装置は、熱によって液体内に泡を発生させ、この泡の発生に伴う圧力を液体に付与して液滴を吐出するサーマル式のものであってもよい。

流路の構成は、図示した以外の種々の構成とされてよい。例えば、互いに隣り合う個別流路は、一部が共用されていてもよい。例えば、回収流路のうちの回収マニホールド側の一部は、互いに隣り合う個別流路同士で共用されていてもよい。

平均粘度の設定も、実施形態以外のものとされてよい。例えば、供給流路３９の平均粘度μ３は、実施形態とは逆に、回収流路４５の平均粘度μ５又はその１．５倍よりも大きくされてよい。この場合、液滴の吐出時においてディセンダ４１ｂ内の液体が逆流しにくい（循環の方向とは逆方向に流れにくい。）。また、回収流路に液体及び／又は気泡が流れやすい。

１…液体吐出装置、３…ヘッド、１３…流量設定部、１９…流路部材、２１…アクチュエータ、２９…供給リザーバー、３１…回収リザーバー、３３…供給マニホールド、３７…回収マニホールド、３９…供給流路、４１…圧力室、４３…ノズル、４５…回収流路。

Claims (7)

1. 擬塑性を有する所定の液体が流れる流路を有している流路部材と、
   前記流路内の前記液体に圧力を付与して前記流路部材から液滴を吐出させるアクチュエータと、
   前記流路内における前記液体の流量を設定する流量設定部と、
   を有しており、
   前記流路は、
   前記液体が供給される供給リザーバーと、
   前記供給リザーバーに接続されており、前記供給リザーバーから前記液体が供給される複数の供給マニホールドと、
   前記複数の供給マニホールドのそれぞれに対して２以上の本数で設けられており、それぞれ前記複数の供給マニホールドのいずれかに接続されており、その接続されている供給マニホールドから前記液体が供給される複数の供給流路と、
   前記複数の供給流路に互いに別々に接続されており、前記複数の供給流路から前記液体が供給され、前記アクチュエータによって圧力が付与される複数の圧力室と、
   前記複数の圧力室に互いに別々に接続されており、前記圧力室からの前記液体を外部へ吐出させる複数のノズルと、
   前記複数の圧力室に互いに別々に接続されており、前記複数の圧力室から前記液体を回収する複数の回収流路と、
   それぞれ前記複数の回収流路のいずれか２本以上に接続されており、前記複数の回収流路から前記液体を回収する複数の回収マニホールドと、
   前記複数の回収マニホールドに接続されており、前記複数の回収マニホールドから前記液体を回収する回収リザーバーと、を有しており、
   前記流量設定部は、前記供給リザーバー、前記複数の供給マニホールド、前記複数の供給流路、前記複数の圧力室、前記複数の回収流路、前記複数の回収マニホールド及び前記回収リザーバーを順に循環する前記液体の循環流量を所定の目標流量に調整し、
   前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記供給流路における前記液体の平均粘度が、前記供給マニホールドにおける前記液体の平均粘度の半分以下となる流路形状を有している
   液体吐出装置。
2. 前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記供給マニホールドにおける前記液体の平均粘度が前記供給リザーバーにおける前記液体の平均粘度の半分以下となる流路形状を有している
   請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記圧力室は、
   前記アクチュエータに圧力が付与される圧力室本体と、
   前記圧力室本体と前記ノズルとを接続しているディセンダと、を有しており、
   前記回収流路は前記ディセンダに接続されており、
   前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記ディセンダにおける前記液体の平均粘度が前記回収流路における前記液体の平均粘度の１．５倍以上となる流路形状を有している
   請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記圧力室は、
   前記アクチュエータに圧力が付与される圧力室本体と、
   前記圧力室本体と前記ノズルとを接続しているディセンダと、を有しており、
   前記回収流路は前記ディセンダに接続されており、
   前記ディセンダは、
   第１部位と、
   前記第１部位よりも前記圧力室本体側に位置している第２部位と、を有しており、
   前記流路は、前記循環流量が前記目標流量であるときに、前記第２部位における前記液体の平均粘度が前記第１部位における前記液体の平均粘度よりも高くなる流路形状を有している
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
5. 前記供給リザーバーにおける前記液体の流体抵抗をＲ_ｒ、
   前記供給マニホールドにおける前記液体の流体抵抗をＲ_ｍ、
   前記供給リザーバーに接続されている前記供給マニホールドの本数をｍ、
   前記供給マニホールド毎の前記ノズルの数をｎ、
   前記供給リザーバーに流入する前記液体の流量をＵ、
   前記液体の表面張力をσ、
   前記ノズルの半径をｒ、としたときに、
   （１／２）×Ｒ_ｒ×Ｕ（１＋１／ｍ）と、
   （１／２）×Ｒ_ｍ×（Ｕ／ｍ）×（１＋１／ｎ）との和が、
   ２σ／ｒよりも小さく、かつ
   Ｒ_ｒ＜１／１０×Ｒ_ｍ×（１／ｍ）である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
6. 前記ノズルにおける前記液体の流体抵抗をＲ_ｎとしたときに、
   Ｒ_ｍ＜１／１０×Ｒ_ｎ×（１／ｎ）である
   請求項５に記載の液体吐出装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出装置を用いる液体吐出方法であって、
   前記液体として、せん断速度が１０００ｓ^−１のときの粘度が０．０２Ｐａ・ｓ以上０．４Ｐａ・ｓ以下であり、せん断速度が０．０１ｓ^−１のときの粘度が０．５Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ以下である擬塑性流体を用いる
   液体吐出方法。

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