JP6958292B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出装置に関する。

液体吐出装置に関して、例えば、特許文献１には、複数のノズルと、それぞれのノズルに連通する複数の圧力室と、それぞれの圧力室に液体を供給するための複数の供給流路と、それぞれの供給流路内の流体抵抗を一斉に変化させる１つの抵抗可変手段とを備えた液体吐出装置が開示されている。この液体吐出装置では、抵抗可変手段は、液体の吐出速度や吐出量を設定変更するために用いられている。

特開２００７−３２００４２号公報

特許文献１に記載された液体吐出装置において、液体の充填速度を高める等の目的で、供給流路側から加圧によって圧力室に液体を供給する場合がある。この場合、各供給流路には、共通した液体供給室から加圧された液体が供給されることになるため、液体の吐出を行ったノズルだけでなく、液体の吐出を行わなかったノズルにも液体が供給される。すると、液体の吐出を行わなかったノズルから液体が漏洩する可能性がある。特に、高粘度の液体を高周波で吐出させる場合には、液体に対する加圧が大きくなるため、このような問題が顕著になる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、液体吐出装置が提供される。この液体吐出装置は、液体を吐出するための複数のノズルと；それぞれの前記ノズルに連通する複数の圧力室と；前記複数の圧力室に設けられ、前記圧力室の容積を変更するための複数の圧力発生素子と；それぞれの前記圧力室に接続され、前記圧力室に前記液体を流入させる複数の流入路と；それぞれの前記流入路の流路抵抗を一括して変更するための第１流路抵抗変更部と；前記流入路に前記液体を加圧して供給する加圧部と；前記第１流路抵抗変更部とそれぞれの前記圧力発生素子とを制御するための制御部とを備える。前記制御部は、前記第１流路抵抗変更部を制御して複数の前記流入路の前記流路抵抗を一括して大きくした第１状態と、前記第１流路抵抗変更部を制御して複数の前記流入路の前記流路抵抗を前記第１状態よりも一括して小さくした第２状態と、を切替える制御を繰り返し；前記制御部は、複数の前記ノズルのうち前記液体の吐出を行う吐出ノズルに対応する前記圧力発生素子である吐出圧力発生素子に対しては、前記第１状態において、前記吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を縮小させる押出制御を含む、吐出制御を行い；複数の前記ノズルのうち前記液体の吐出を行わない非吐出ノズルに対応する前記圧力発生素子である非吐出圧力発生素子に対しては、前記第１状態において、前記非吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を拡大させ、前記第２状態において、前記非吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を縮小させる吸排制御を含む、非吐出制御を行う。この形態の液体吐出装置によれば、第１状態において非吐出ノズルに対応する圧力室の容積が拡大されることによって、ノズルから空気が吸入されてメニスカスが形成され、第２状態において非吐出ノズルに対応する圧力室の容積が縮小されることによって、圧力室内の液体は流入路に流れる。このため、第１流路抵抗変更部が複数の流入路の流路抵抗を一括して小さくすることにより、吐出ノズルに対応する圧力室と、非吐出ノズルに対応する圧力室との両方に、加圧された液体が供給されたとしても、非吐出ノズルからの液体の漏洩を抑制できる。

（２）上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記非吐出制御において、前記非吐出ノズルに対応する前記圧力室の容積の拡大を、前記吐出制御において前記吐出ノズルに対応する前記圧力室の容積を縮小させた後に行ってもよい。この形態の液体吐出装置によれば、制御部は、吐出ノズルに対応する圧力室の容積の縮小と、非吐出ノズルに対応する圧力室の容積の拡大とを、別々のタイミングで行うことができる。このため、それぞれの圧力室の容積を変更させるタイミングを厳密に制御しなくても、非吐出ノズルからの液体の漏洩を抑制できる。

（３）上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記吐出制御および前記非吐出制御を行う際に、前記第１状態から前記第２状態への切替えを２回行い、前記制御部は、前記吐出制御において、先の前記第１状態において、前記押出制御に先立って、前記吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を拡大させ、後の前記第１状態において、前記押出制御を行い、前記非吐出制御において、先の前記第１状態から先の前記第２状態にかけて、前記吸排制御を行い、後の前記第１状態から後の前記第２状態にかけて、再び、前記吸排制御を行ってもよい。この形態の液体吐出装置によれば、吐出ノズルから液体を吐出する際に、圧力発生素子は、圧力室内の容積を拡大させた状態から縮小させた状態に移行させるため、圧力室内の容積を初期状態から縮小させた状態に移行させるよりも、圧力室内の容積変化を大きくすることができる。このため、ノズルから吐出される液体の量を多くすることができる。

（４）上記形態の液体吐出装置は、それぞれの前記圧力室に接続され、前記圧力室から前記液体を流出させる複数の流出路と、それぞれの前記流出路の流路抵抗を一括して変更するための第２流路抵抗変更部と、を備え、前記制御部は、前記第２流路抵抗変更部を制御して複数の前記流出路の前記流路抵抗を一括して大きくした第３状態と、前記第２流路抵抗変更部を制御して複数の前記流出路の前記流路抵抗を前記第３状態よりも一括して小さくした第４状態と、を切替える制御を繰り返してもよい。この形態の液体吐出装置によれば、ノズルから液体を吐出する際に、制御部が第２流路抵抗変更部を制御することにより、流出路の流路抵抗を大きくする。このため、圧力室内の圧力が流出路を介して逃げることを抑制でき、ノズルからの液体の吐出不良を抑制できる。

（５）上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記吐出制御において、前記第１状態かつ前記第３状態のタイミングにて、前記吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を縮小させ、前記非吐出制御において、前記第１状態かつ前記第３状態のタイミングにて、前記非吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を拡大させ、前記第２状態または前記第４状態のタイミングにて、前記非吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を縮小させてもよい。この形態の液体吐出装置によれば、第１状態かつ第３状態のタイミングにおいて非吐出ノズルに対応する圧力室の容積が拡大されることによって、ノズルから空気が吸入されてメニスカスが形成され、第２状態または第４状態のタイミングにおいて非吐出ノズルに対応する圧力室の容積が縮小されることによって、圧力室内の液体は流入路または流出路に流れる。このため、第１流路抵抗変更部が複数の流入路の流路抵抗を一括して小さくすることにより、吐出ノズルに対応する圧力室と、非吐出ノズルに対応する圧力室との両方に、加圧された液体が供給されたとしても、非吐出ノズルからの液体の漏洩を抑制できる。

（６）上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記圧力発生素子に対して、前記圧力室の容積を拡大させた状態にする拡大信号と、前記圧力室の容積を縮小させた状態にする縮小信号とを供給可能であり、前記制御部は、前記圧力発生素子に前記拡大信号を供給すること、または、前記圧力発生素子に前記縮小信号の供給を停止することによって、前記圧力室の容積を拡大させ、前記圧力発生素子に前記縮小信号を供給すること、または、前記圧力発生素子に前記拡大信号の供給を停止することによって、前記圧力室の容積を縮小させてもよい。この形態の液体吐出装置によれば、制御部が圧力発生素子への信号の供給を制御することによって、圧力発生素子を伸縮させて、圧力室の容積を変更することができる。

本発明は、液体吐出装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、液体吐出方法や、液体吐出装置を制御するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムが記録された一時的でない有形な記録媒体等の形態で実現することができる。

第１実施形態における液体吐出装置の概略構成を示す説明図。 ヘッド部の概略構成を示す第１の説明図。 ヘッド部の概略構成を示す第２の説明図。 第１実施形態における吐出制御と非吐出制御との内容を示す工程図。 第１実施形態における圧力発生素子の動作を示すタイムチャート。 第１実施形態におけるメニスカスの挙動を示すタイムチャート。 第２実施形態における吐出制御と非吐出制御との内容を示す工程図。 第２実施形態における圧力発生素子の動作を示すタイムチャート。 第２実施形態におけるメニスカスの挙動を示すタイムチャート。 ヘッド部の概略構成を示す第３の説明図。 第３実施形態における吐出制御と非吐出制御との内容を示す工程図。 第３実施形態における圧力発生素子の動作を示すタイムチャート。 第３実施形態におけるメニスカスの挙動を示すタイムチャート。 第４実施形態における吐出制御と非吐出制御との内容を示す工程図。 第４実施形態における圧力発生素子の動作を示すタイムチャート。 第４実施形態におけるメニスカスの挙動を示すタイムチャート。 他の実施形態における吐出制御と非吐出制御との内容を示す工程図。

Ａ．第１実施形態
図１は、第１実施形態における液体吐出装置５の概略構成を示す説明図である。液体吐出装置５は、タンク１０と、加圧部２０と、供給路３０と、ヘッド部４０と、制御部９０と、を備えている。

タンク１０には液体が収容されている。液体としては、例えば、所定の粘度を有するインクが収容される。タンク１０内の液体は加圧部２０により加圧され、供給路３０を通じてヘッド部４０に供給される。本実施形態における加圧部２０は、一定流量の液体を供給可能な定量ポンプである。定量ポンプとしては、脈動の少ないギアポンプを採用することが可能である。また、例えば、供給路３０の一部に脈動を吸収するためのバッファータンクを設けることにより、ダイヤフラム型やプランジャー型の各種定量ポンプを用いることも可能である。

供給路３０を通じてヘッド部４０に供給された液体は、ヘッド部４０により吐出される。ヘッド部４０の動作は、制御部９０により制御される。制御部９０は、ＣＰＵとメモリーとを備えるコンピューターとして構成されており、メモリーに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、ヘッド部４０の動作を制御する。プログラムは、一時的でない有形な記録媒体に記録されていてもよい。

図２は、ヘッド部４０の概略構成を示す第１の説明図である。ヘッド部４０は、共通供給液室４１と、流入路４２と、圧力室４３と、ノズル４４と、圧力発生素子４５と、振動板４６と、第１流路抵抗変更部５１とを備えている。

共通供給液室４１は、供給路３０に接続されている。加圧部２０の発生させる圧力によって、供給路３０から共通供給液室４１内に流入した液体は、共通供給液室４１に接続された流入路４２を介して圧力室４３内へと流れる。

共通供給液室４１内には第１流路抵抗変更部５１が設けられている。第１流路抵抗変更部５１は、第１ロッド５２と、第１ベース部５３と、第１アクチュエーター５４とによって構成されている。第１ロッド５２は、第１ベース部５３に取り付けられており、第１ベース部５３には、第１アクチュエーター５４が設けられている。第１アクチュエーター５４が、第１ベース部５３を、図２における上下方向に駆動させることによって、第１ロッド５２の先端が流入路４２を閉塞させ、流入路４２の流路抵抗が変更される。第１アクチュエーター５４の駆動は、制御部９０により制御される。制御部９０は、第１流路抵抗変更部５１を制御して流入路４２の流路抵抗を大きくした第１状態と、第１流路抵抗変更部５１を制御して流入路４２の流路抵抗を第１状態よりも小さくした第２状態とを切替える制御を繰り返す。第１状態では、共通供給液室４１から流入路４２へ液体が流入しない程度に流路抵抗が大きくされる。第２状態では、共通供給液室４１から流入路４２へ液体が流入する程度に流路抵抗が小さくされる。

圧力室４３は、流入路４２に接続されており、圧力室内４３には、流入路４２を流れた液体が流入する。圧力室４３は、ノズル４４に連通している。圧力室４３の一方の壁面には振動板４６を介して圧力発生素子４５が設けられている。本実施形態では、圧力発生素子４５は、圧電素子であり、制御部９０によって制御され、印加される電圧に応じて伸縮する。圧力発生素子４５の伸縮に伴い、振動板４６が押されたり、引かれたりすることによって、圧力室４３内の容積が変更させられる。圧力室４３内の容積が変更させられることによって、圧力室４３内の液体の圧力が変化し、圧力室４３内の液体の圧力がノズル４４におけるメニスカス耐圧を超えると、ノズル４４から液体が吐出される。

制御部９０による圧力発生素子４５の制御をより具体的に説明すると、制御部９０は、圧力発生素子４５に対して、圧力室４３の容積を拡大させた状態にする拡大信号（図５参照）と、圧力室４３の容積を縮小させた状態にする縮小信号（図５参照）とを供給可能に構成されている。制御部９０は、圧力発生素子４５に拡大信号を供給すること、または、圧力発生素子４５に縮小信号の供給を停止することによって、圧力室４３の容積を拡大させる。また、制御部９０は、圧力発生素子４５に縮小信号を供給すること、または、圧力発生素子４５に拡大信号の供給を停止することによって、圧力室４３の容積を縮小させる。

図３は、ヘッド部４０の概略構成を示す第２の説明図である。ヘッド部４０は、３つのノズル４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃと、それぞれのノズル４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃに連通する３つの圧力室４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃと、それぞれの圧力室４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃに接続されている３つの流入路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃとを有している。それぞれの圧力室４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃには、圧力発生素子４５と振動板４６とが設けられている。第１流路抵抗変更部５１は、それぞれの流入路４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃの流路抵抗を一括して変更する。尚、本実施形態での、ノズル４４の数は３つであるが、ノズル４４の数は複数であればいくつでもよい。また、ヘッド部４０は、共通供給液室４１内に、２つ以上の第１流路抵抗変更部５１を備えていてもよい。例えば、ヘッド部４０が、２つの第１流路抵抗変更部５１と、４つの圧力室４３と、４つの流入路４２とを有する場合、一の第１流路抵抗変更部５１は、２つの圧力室４３に接続された２つの流入路４２の流路抵抗を一括して変更し、他の第１流路抵抗変更部５１は、残り２つの圧力室４３に接続された２つの流入路４２の流路抵抗を一括して変更する。

図４は、制御部９０によって行われる吐出制御と非吐出制御との内容を示す工程図である。本明細書において、「吐出制御」とは、制御部９０が、液体の吐出を行う吐出ノズルに対応する圧力発生素子４５である「吐出圧力発生素子」を制御することによって行われる制御を指す。「非吐出制御」とは、制御部９０が、液体の吐出を行わない非吐出ノズルに対応する圧力発生素子４５である「非吐出圧力発生素子」を制御することによって行われる制御を指す。また、本明細書において、「吐出ノズル」とは、液体の吐出を行うノズル４４を指し、「非吐出ノズル」とは、液体の吐出を行わないノズル４４を指す。制御部９０は、印刷パターンに応じて、１サイクルごとに、それぞれのノズル４４を吐出ノズルとするか、非吐出ノズルとするかを制御する。「１サイクル」とは、待機工程から供給工程までの工程を指す。

本実施形態の吐出制御と非吐出制御は、待機工程と、押出工程と、尾切り工程と、供給工程とを有している。図４では、各工程について、吐出制御と非吐出制御とにおける、それぞれの圧力室４３の状態について示している。

待機工程では、制御部９０により、第１流路抵抗変更部５１が制御されることにより、流入路４２の流路抵抗は、流路抵抗の大きい第１状態とされる。吐出制御では、圧力室４３は、初期状態とされている。非吐出制御では、圧力室４３は、初期状態とされている。本明細書では、待機工程における圧力室４３の状態を「初期状態」と呼ぶ。初期状態よりも容積が拡大された圧力室４３の状態を「拡大状態」と呼ぶ。初期状態よりも容積が縮小された圧力室４３の状態を「縮小状態」と呼ぶ。

押出工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第１状態とされる。吐出制御では、制御部９０は、吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３の容積を縮小させて、圧力室４３を縮小状態とする。これによって、吐出ノズルから液体が吐出され、液柱が形成される。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３の容積を拡大させて、圧力室４３を拡大状態とする。これによって、圧力室４３が拡大された容積とほぼ同じ容積の空気が非吐出ノズルから吸入され、圧力室４３内に大きなメニスカスが形成される。尚、吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３の容積を縮小させるタイミングと、非吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３の容積を拡大させるタイミングとは、同時であってもよいし、吐出圧力発生素子側が先でもよいし、非吐出圧力発生素子側が先でもよい。非吐出ノズルに対応する圧力室４３の容積の拡大を、吐出ノズルに対応する圧力室４３の容積を縮小させた後である、後述する尾切り工程にて行ってもよい。また、第１流路抵抗変更部５１は、上述した待機工程を除いては、流入路４２を完全に閉塞させなくてもよく、流入路４２の流路抵抗は、吐出ノズルからの液体の吐出に必要な流路抵抗であればよい。

尾切り工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第１状態とされる。吐出制御では、制御部９０は、吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３の容積を拡大させ、圧力室４３を初期状態に戻す。これによって、押出工程にて形成された液柱の後端が吐出ノズルに引き込まれて、液柱が千切れる。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３を拡大状態のまま維持している。このため、圧力室４３内に大きなメニスカスが形成された状態が維持されている。

供給工程では、流入路４２の流路抵抗が、制御部９０により、第１状態よりも流路抵抗の小さい第２状態に切替えられる。吐出制御では、吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３を初期状態のまま維持している。また、流入路４２の流路抵抗が第２状態に切替えられるため、加圧部２０の発生させる圧力によって、流入路４２から圧力室４３内に液体が供給される。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３内の容積を縮小させ、圧力室４３を初期状態に戻す。これによって、圧力室４３の容積変化量に相当する圧力室４３内の液体は、流入路４２に流れる。この際、非吐出ノズルに対応する圧力室４３内の圧力が、ノズル４４におけるメニスカス耐圧を超えないように制御する。加圧部２０による圧力と、流入路４２の流路抵抗と、ノズル４４の流路抵抗とのバランスを考慮し、非吐出圧力発生素子が圧力室４３を縮小させる速度を制御することによって、圧力室４３が縮小した体積分の液体は、流入路４２へ流れ、非吐出ノズルから漏洩しない。尚、非吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３内の容積を縮小させるタイミングは、流入路４２の流路抵抗が小さいタイミングであれば、どのタイミングでもよい。

その後、吐出ノズルに対して、適切な量の液体が供給されたタイミングで、再び待機工程に戻り、吐出制御と非吐出制御とが繰り返される。尚、本実施形態では、吐出制御における、押出工程は、請求項における「押出制御」に相当し、非吐出制御における、押出工程と供給工程とは、請求項における「吸排制御」に相当する。「吸排制御」の「吸」とは、ノズル４４が空気を吸うことを意味し、「排」とは、流入路４２に液体を排出すること、もしくは、ノズル４４から空気を排出することを意味する。

図５は、吐出制御と非吐出制御とにおける、圧力発生素子４５の動作を示すタイムチャートである。横軸は、１サイクルにおける時間を表している。縦軸は、第１流路抵抗変更部５１の状態と、吐出圧力発生素子の状態と、非吐出圧力発生素子の状態とを表している。図６は、吐出ノズルと非吐出ノズルとにおける、メニスカスの挙動を示す説明図である。横軸は、１サイクルにおける時間を表している。横軸におけるタイミングを表す符号は、図５と対応している。縦軸は、待機工程におけるノズル４４内の液面の位置を中立位置（図６にてゼロで示す位置）として、中立位置よりも外側と、内側（圧力室４３側）の、どちらの位置に液面が形成されているかを表している。尚、中立位置よりも内側の位置に液面が形成されている状態とは、ノズル４４内に液面が形成されている状態と、圧力室４３内に液面が形成されている状態とを含む。

図４から図６を用いて、吐出圧力発生素子の動作と、吐出ノズルにおけるメニスカスの挙動とについて説明する。まず、図５を参照すると、タイミングｔ１０からタイミングｔ１１までの期間は、図４における待機工程に相当する。タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間は、図４における押出工程に相当し、制御部９０から縮小信号が供給されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を縮小状態にする。タイミングｔ１２は、図４における尾切り工程に相当し、制御部９０から縮小信号の供給が停止されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を縮小状態から初期状態に戻す。次に、図６を参照すると、待機工程に相当するタイミングｔ１０からタイミングｔ１１までの期間では、吐出ノズルの液面は、吐出ノズルの先端に形成される。押出工程に相当するタイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間では、吐出ノズルから液体の吐出が行われるため、液面は吐出ノズルの外側に形成される。尾切り工程に相当するタイミングｔ１２では、吐出ノズルから空気が吸入され、液面は、吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。その後、供給工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ１３では、吐出ノズルに液体の供給が開始されているため、液面の位置は、初期状態である吐出ノズルの先端に徐々に近付いていく。尚、液面がノズル４４内まで到達すると（タイミングｔ１４）、ノズル４４の流路抵抗に起因して、液面の位置の移動速度が緩やかになる。

図４から図６を用いて、非吐出圧力発生素子の動作と、非吐出ノズルにおけるメニスカスの挙動とについて説明する。まず、図５を参照すると、タイミングｔ１０からタイミングｔ１１までの期間は、図４における待機工程に相当する。タイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間は、図４における押出工程に相当し、制御部９０から拡大信号が供給されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を拡大状態にする。タイミングｔ１３は、図４における供給工程の開始タイミングに相当し、制御部９０から拡大信号の供給が停止されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を拡大状態から初期状態に戻す。次に、図６を参照すると、待機工程に相当するタイミングｔ１０からタイミングｔ１１までの期間では、非吐出ノズルの液面は、非吐出ノズルの先端に形成される。押出工程に相当するタイミングｔ１１からタイミングｔ１２までの期間では、非吐出ノズルには空気が吸入されるため、液面は非吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。供給工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ１３では、圧力室４３が拡大状態から初期状態に戻され、非吐出ノズルにおけるメニスカスが小さくなるため、液面は非吐出ノズルの先端方向に急速に近付く。その後、非吐出ノズルに液体が供給され、液面の位置は、初期状態である非吐出ノズルの先端に徐々に近付いていく。

以上で説明した本実施形態の液体吐出装置５によれば、流入路４２の流路抵抗が大きい第１状態において、制御部９０が、吐出ノズルに対応する圧力室４３の容積を縮小させることにより、吐出ノズルから液体が吐出される。一方、制御部９０が、非吐出ノズルに対応する圧力室４３の容積を拡大させることにより、非吐出ノズルから空気が吸入されて圧力室４３内にメニスカスが形成される。また、流入路４２の流路抵抗が小さい第２状態において、吐出ノズルに対応する圧力室４３には、流入路４２から液体が供給される。一方、制御部９０が、非吐出ノズルに対応する圧力室４３の容積を縮小させることにより、圧力室４３内の液体が流入路４２に流れる。このため、第１流路抵抗変更部５１が複数の流入路４２の流路抵抗を一括して小さくすることにより、吐出ノズルに対応する圧力室４３と、非吐出ノズルに対応する圧力室４３との両方に、加圧された液体が供給されたとしても、非吐出ノズルからの液体の漏洩を抑制できる。

また、本実施形態では、第１流路抵抗変更部５１を共通化できるため、第１流路抵抗変更部５１をそれぞれの流入路４２に個別に設けた場合と比べて、ヘッド部４０を小型化できる。

また、本実施形態では、液体を加圧して圧力室４３に供給するため、高粘度の液体を高周波で吐出できる。

また、本実施形態では、制御部９０は、吐出ノズルに対応する圧力室４３の容積の縮小と、非吐出ノズルに対応する圧力室４３の容積の拡大とを、別々のタイミングで行うことができるため、それぞれの圧力室４３の容積を変更させるタイミングを厳密に制御しなくても、非吐出ノズルからの液体の漏洩を抑制できる。

また、本実施形態では、制御部９０が、圧力発生素子４５に対する拡大信号の供給と、縮小信号の供給とを制御して圧力発生素子４５を伸縮させることによって、圧力室４３の容積を変更することができる。

Ｂ．第２実施形態
図７は、第２実施形態における吐出制御と非吐出制御との内容を示す工程図である。第２実施形態における液体吐出装置５の構成は、第１実施形態（図１から図３）と同じである。第２実施形態では、吐出制御と非吐出制御との内容が第１実施形態（図４）と異なる。具体的には、第１実施形態の吐出制御と非吐出制御とは、待機工程と、押出工程と、尾切り工程と、供給工程とを有しているのに対して、本実施形態の吐出制御と非吐出制御とは、待機工程と、押出工程との間に、吸入工程と、追加供給工程とを有している。本実施形態では、制御部９０は、吐出制御と非吐出制御とを行う間に、吸入工程と追加供給工程との間に１回、尾切り工程と供給工程との間に１回、計２回の第１状態から第２状態への切替えを行う。１回目の第１状態を「先の第１状態」と、１回目の第２状態を「先の第２状態」と呼び、２回目の第１状態を「後の第１状態」と、２回目の第２状態を「後の第２状態」と呼ぶ。

待機工程についは、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

吸入工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第１状態とされる（先の第１状態）。吐出制御では、制御部９０は、吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３の容積を拡大させ、圧力室４３を初期状態から拡大状態とする。これによって、圧力室４３が拡大した容積とほぼ同じ容積の空気が吐出ノズルから吸入され、圧力室４３内に大きなメニスカスが形成される。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３の容積を拡大させ、圧力室４３を初期状態から拡大状態とする。これによって、圧力室４３が拡大した容積とほぼ同じ容積の空気が非吐出ノズルから吸入され、圧力室４３内に大きなメニスカスが形成される。

追加供給工程では、流入路４２の流路抵抗が、制御部９０により、第１状態よりも流路抵抗の小さい第２状態に切替えられる（先の第２状態）。吐出制御では、制御部９０は、吐出圧力発生素子を制御することにより、圧力室４３を拡大状態のまま維持する。また、流入路４２の流路抵抗が第２状態に切替えられるため、加圧部２０の発生させる圧力によって、流入路４２から圧力室４３内にさらに液体が供給される。非吐出制御では、制御部９０は、圧力発生素子４５を制御することにより圧力室４３内の容積を縮小させ、圧力室４３を拡大状態から縮小状態とする。この際、第１実施形態で述べたのと同様に、非吐出ノズルから液体が漏洩しないような速度で縮小させる。その後、吐出ノズルに対応する圧力室４３に適切な量の液体が供給されたタイミングで、流入路４２の流路抵抗は、再び、流路抵抗の大きい第１状態に切替えられる。適切な量とは、液体がノズル４４の先端まで充填された状態でもよいし、ノズル４４内にメニスカスが形成されている状態でもよい。尚、必要に応じてノズル４４の先端まで液体を充填しないことによって、ノズル４４から吐出される液滴の量を制御することができる。

押出工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、再び、流路抵抗の大きい第１状態に切替えられる（後の第１状態）。吐出制御では、制御部９０は、吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３の容積を縮小させ、圧力室４３を拡大状態から縮小状態とする。これによって、吐出ノズルから液体が吐出され、液柱が形成される。この際、吐出ノズルに対応する圧力室４３は、拡大状態から縮小状態まで変化させられるため、第１実施形態に比べて、圧力室４３内の容積変化を大きくすることができる。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３を縮小状態のまま維持する。

尾切り工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第１状態のまま維持される（後の第１状態）。吐出制御では、制御部９０は、吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３の容積を拡大させ、圧力室４３を縮小状態から拡大状態とする。これによって、押出工程にて形成された液柱の後端が吐出ノズルに引き込まれて、液柱が千切れる。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３の容積を拡大させ、圧力室４３を縮小状態から拡大状態とする。これによって、非吐出ノズルから空気が吸入される。尚、非吐出ノズルに対応する圧力室４３の容積の拡大は、押出工程と尾切り工程との、どちらの工程で行ってもよい。

供給工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、再び、流路抵抗の小さい第２状態に切替えられる（後の第２状態）。吐出制御では、制御部９０は、吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３内の容積を縮小させ、圧力室４３を拡大状態から初期状態に戻す。これによって、圧力室４３の容積変化量に相当する圧力室４３内の液体は、流入路４２に流れる。この際、吐出ノズルに対応する圧力室４３内の圧力が、ノズル４４におけるメニスカス耐圧を超えないように制御する。非吐出制御では、吐出制御と同様に、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御することにより圧力室４３内の容積を縮小させ、圧力室４３を拡大状態から初期状態に戻す。これによって、圧力室４３の容積変化量に相当する圧力室４３内の液体は、流入路４２に流れる。この際、非吐出ノズルに対応する圧力室４３内の圧力が、ノズル４４におけるメニスカス耐圧を超えないように制御する。尚、本実施形態では、吐出制御における、押出工程は、請求項における「押出制御」に相当し、非吐出制御における、吸入工程と追加供給工程および尾切り工程と供給工程とは、請求項における「吸排制御」に相当する。

図８は、本実施形態における吐出制御と非吐出制御とにおける、圧力発生素子４５の動作を示すタイムチャートである。図９は、本実施形態における吐出ノズルと非吐出ノズルとにおける、メニスカスの挙動を示す説明図である。

図７から図９を用いて、吐出圧力発生素子の動作と、吐出ノズルにおけるメニスカスの挙動とについて説明する。まず、図８を参照すると、タイミングｔ２０からタイミングｔ２１までの期間は、図７における待機工程に相当する。タイミングｔ２１は、図７における吸入工程の開始タイミングに相当し、制御部９０から拡大信号が供給されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を初期状態から拡大状態にする。タイミングｔ２３からタイミングｔ２４までの期間は、図７における押出工程に相当し、制御部９０から拡大信号の供給が停止されるとともに、縮小信号が供給されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を拡大状態から縮小状態にする。タイミングｔ２４は、図７における尾切り工程に相当し、制御部９０から縮小信号の供給が停止されるとともに、拡大信号が供給されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を縮小状態から拡大状態にする。タイミングｔ２５は、図７における供給工程の開始タイミングに相当し、制御部９０から拡大信号の供給が停止されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を拡大状態から初期状態に戻す。次に、図９を参照すると、待機工程に相当するタイミングｔ２０からタイミングｔ２１までの期間では、吐出ノズルの液面は、吐出ノズルの先端に形成される。吸入工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ２１にて吐出ノズルには空気が吸入されるため、液面は吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。追加供給工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ２２では、圧力室４３内に液体がさらに供給されるため、液面の位置は、吐出ノズルの先端に徐々に近付いている。押出工程に相当するタイミングｔ２３からタイミングｔ２４までの期間では、吐出ノズルから液体の吐出が行われるため、液面は吐出ノズルの外側に形成される。尾切り工程に相当するタイミングｔ２４では、吐出ノズルから空気が吸入され、液面は、吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。供給工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ２５では、圧力室４３は、拡大状態から初期状態に戻され、圧力室４３内におけるメニスカスは小さくなるため、液面は非吐出ノズルの先端方向に急速に近付く。その後、吐出ノズルに液体が供給されているため、液面の位置は、吐出ノズルの先端に徐々に近付いていく。

図７から図９を用いて、非吐出圧力発生素子の動作と、非吐出ノズルにおけるメニスカスの挙動とについて説明する。まず、図８を参照すると、タイミングｔ２０からタイミングｔ２１までの期間は、図７における待機工程に相当する。タイミングｔ２１は、図７における吸入工程の開始タイミングに相当し、制御部９０から拡大信号が供給されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を初期状態から拡大状態にする。タイミングｔ２２は、図７における追加供給工程の開始タイミングに相当し、制御部９０から拡大信号の供給が停止されるとともに、縮小信号が供給されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を拡大状態から縮小状態にする。タイミングｔ２４は、図７における尾切り工程に相当し、制御部９０から縮小信号の供給が停止されるとともに、拡大信号が供給されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を縮小状態から拡大状態にする。タイミングｔ２５は、図７における供給工程の開始タイミングに相当し、制御部９０から拡大信号の供給が停止されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を拡大状態から初期状態に戻す。次に、図９を参照すると、待機工程に相当するタイミングｔ２０からタイミングｔ２１までの期間では、非吐出ノズルの液面は、非吐出ノズルの先端に形成される。吸入工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ２１では、非吐出ノズルには空気が吸入されるため、液面は非吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。追加供給工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ２２では、圧力室４３は、拡大状態から縮小状態にされ、圧力室４３内におけるメニスカスは小さくなるため、液面は非吐出ノズルの先端方向に急速に近付く。その後、非吐出ノズルに液体が供給されるため、液面の位置は、非吐出ノズルの先端に徐々に近付いていく。尾切り工程に相当するタイミングｔ２４にて非吐出ノズルでは、再び、空気が吸入されるため、液面は非吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。供給工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ２５では、非吐出圧力発生素子は、拡大状態から初期状態に戻され、圧力室４３内におけるメニスカスは小さくなるため、液面は非吐出ノズルの先端方向に急速に近付く。その後、再び、非吐出ノズルに液体が供給されるため、液面の位置は、初期状態である非吐出ノズルの先端に徐々に近付いていく。

以上で説明した本実施形態の液体吐出装置５では、吐出ノズルから液体を吐出する際に、圧力発生素子４５の縮む変位量と伸びる変位量との合計の変位量を、圧力室４３の容積を変更させるために活用できる。これによって、圧力発生素子４５は、圧力室４３内の容積を拡大させた状態から縮小させた状態に移行させることができるため、圧力室４３内の容積を初期状態から縮小させた状態に移行させるよりも、圧力室４３内の容積変化を大きくすることができる。このため、ノズル４４から吐出される液体の量を多くすることができる。また、圧力室４３の容積変化を大きくすることにより、圧力室４３内の圧力変化を大きくすることができ、高粘度の液体の吐出安定性を向上させることができる。

Ｃ．第３実施形態
図１０は、第３実施形態におけるヘッド部４０ｂの概略構成を示す第３の説明図である。図１１は、第３実施形態における吐出制御と非吐出制御との内容を示す工程図である。第３実施形態では、ヘッド部４０ｂが、流出路４７と、共通排出液室４８と、第２流路抵抗変更部６１とを備えていることが第１実施形態（図２）と異なる。また、第３実施形態では、吐出制御と非吐出制御との内容が第１実施形態（図４）と異なる。

流出路４７は、それぞれの圧力室４３に接続され、圧力室４３から液体を流出させる。流出路４７は、共通排出液室４８に接続されており、共通排出液室４８は、排出路７０に接続されている。排出路７０には循環装置８０が設けられている。循環装置８０は、ポンプ等によって構成されている。流出路４７を流れる液体は、共通排出液室４８から排出路７０を流れ、循環装置８０によって、タンク１０に循環される。尚、循環装置８０が設けられずに、液体を液体吐出装置５外へ排出させる構成であってもよい。

第２流路抵抗変更部６１は、共通排出液室４８内に配置され、それぞれの流出路４７の流路抵抗を一括して変更する。制御部９０は、圧力室４３から複数の流出路４７へ液体を排出するタイミングに応じて、第２流路抵抗変更部６１を制御して流出路４７の流路抵抗を大きくした第３状態と、第２流路抵抗変更部６１を制御して流出路４７の流路抵抗を第３状態よりも小さくした第４状態とを切替える制御を繰り返す。第２流路抵抗変更部６１は、第２ロッド６２と、第２ベース部６３と、第２アクチュエーター６４によって構成されており、これらの構成は、第１流路抵抗変更部５１と同様である。第２流路抵抗変更部６１は、制御部９０が、第２アクチュエーター６４を制御することによって駆動される。

尚、本実施形態では、第１流路抵抗変更部５１は、後述する押出工程において、流入路４２を完全に閉塞させなくてもよく、その際の流入路４２の流路抵抗は、吐出ノズルから液体が吐出可能な流路抵抗であればよい。また、第２流路抵抗変更部６１は、後述する押出工程において、流出路４７を完全に閉塞させなくてもよく、その際の流出路４７の流路抵抗は、吐出ノズルから液体が吐出可能な流路抵抗であればよい。

図１１を用いて、本実施形態の吐出制御と非吐出制御との内容を説明する。本実施形態の吐出制御と非吐出制御は、待機工程と、押出工程と、尾切り工程と、供給工程とを有し、これらの工程における吐出圧力発生素子の動作と、非吐出圧力発生素子の動作については、第１実施形態と同様である。

待機工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の小さい第２状態とされる。流出路４７の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の小さい第４状態とされる。このため、吐出ノズルに対応する圧力室４３と、非吐出ノズルに対応する圧力室４３とには、流入路４２から液体が供給され、流出路４７から液体が排出される。待機工程における吐出制御の内容と非吐出制御の内容は、第１実施形態と同様である。

押出工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第１状態に切替えられる。流出路４７の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第３状態に切替えられる。押出工程における吐出制御の内容と非吐出制御の内容と、これらによる作用は、第１実施形態と同様である。

尾切り工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第１状態とされる。流出路４７の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第３状態とされる。尾切り工程における吐出制御の内容と非吐出制御の内容と、これらによる作用は、第１実施形態と同様である。

供給工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の小さい第２状態に切替えられる。流出路４７の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第３状態とされる。供給工程における吐出制御の内容と非吐出制御の内容と、これらによる作用は、第１実施形態と同様である。

その後、吐出ノズルに対して、適切な量の液体が供給されたタイミングで、再び待機工程に戻り、吐出制御と非吐出制御とが繰り返される。尚、本実施形態では、非吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３の容積を拡大させるタイミングと、吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３の容積を縮小させるタイミングとは、同時でなくてもよい。非吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３内の容積を拡大させるタイミングは、流入路４２の流路抵抗と、流出路４７の流路抵抗が大きいタイミングであればよい。非吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３の容積を縮小させるタイミングは、供給工程でなく、次のサイクルの待機工程であってもよい。この場合、流入路４２と流出路４７の両方に圧力室４３内の液体を流すことができる。尚、本実施形態では、吐出制御における、押出工程は、請求項における「押出制御」に相当し、非吐出制御における、押出工程と供給工程とは、請求項における「吸排制御」に相当する。

図１２は、本実施形態における吐出制御と非吐出制御とにおける、圧力発生素子４５の動作を示すタイムチャートである。図１３は、本実施形態における吐出ノズルと非吐出ノズルとにおける、メニスカスの挙動を示す説明図である。

図１１から図１３を用いて、吐出圧力発生素子の動作と、吐出ノズルにおけるメニスカスの挙動とについて説明する。まず、図１２を参照すると、タイミングｔ３０からタイミングｔ３１までの期間は、図１１における待機工程に相当する。タイミングｔ３１からタイミングｔ３２までの期間は、図１１における押出工程に相当し、制御部９０から縮小信号が供給されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を初期状態から縮小状態にする。タイミングｔ３２は、図１１における尾切り工程に相当し、制御部９０から縮小信号の供給が停止されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を縮小状態から初期状態に戻す。次に、図１３を参照すると、待機工程に相当するタイミングｔ３０からタイミングｔ３１までの期間では、吐出ノズルの液面は、吐出ノズルの先端に形成される。押出工程に相当するタイミングｔ３１からタイミングｔ３２までの期間では、吐出ノズルから液体の吐出が行われるため、液面は吐出ノズルの外側に形成される。尾切り工程に相当するタイミングｔ３２では、尾切りが行われるため、吐出ノズルから空気が吸入され、液面は、吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。その後、供給工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ３３では、吐出ノズルに液体が供給されるため、液面の位置は、吐出ノズルの先端に徐々に近付いていく。

図１１から図１３を用いて、非吐出圧力発生素子の動作と、非吐出ノズルにおけるメニスカスの挙動とについて説明する。まず、図１２を参照すると、タイミングｔ３０からタイミングｔ３１までの期間は、図１１における待機工程に相当する。タイミングｔ３１からタイミングｔ３３までの期間は、図１１における押出工程と尾切り工程とに相当し、制御部９０から拡大信号が供給されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を初期状態から拡大状態にする。タイミングｔ３３は、図１１における供給工程の開始タイミングに相当し、制御部９０から拡大信号の供給が停止されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を拡大状態から初期状態に戻す。次に、図１３を参照すると、待機工程に相当するタイミングｔ３０からタイミングｔ３１までの期間では、非吐出ノズルの液面は、非吐出ノズルの先端に形成される。押出工程と尾切り工程とに相当するタイミングｔ３１からタイミングｔ３３までの期間では、非吐出ノズルには空気が吸入されるため、液面は非吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。供給工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ３３において、非吐出圧力発生素子は、拡大状態から初期状態に戻され、非吐出ノズルにおけるメニスカスは小さくなるため、液面は非吐出ノズルの先端方向に急速に近付く。その後、非吐出ノズルに液体が供給されるため、液面の位置は、非吐出ノズルの先端に徐々に近付いていく。

以上で説明した本実施形態の液体吐出装置５では、吐出に用いられなかった圧力室４３内の液体は、流出路４７を流れて圧力室４３外へと排出される。このため、液体が圧力室４３内に沈降せず、ノズル４４からの液体の吐出不良を抑制できる。

また、本実施形態では、ノズル４４から液体を吐出する際に、制御部９０が第２流路抵抗変更部６１を制御することにより、流出路４７の流路抵抗を大きくする。このため、圧力室４３内の圧力が流出路４７を介して逃げることを抑制でき、ノズル４４からの液体の吐出不良を抑制できる。

Ｄ．第４実施形態
図１４は、第４実施形態における吐出制御と非吐出制御との内容を示す工程図である。第４実施形態における液体吐出装置５の構成は、第３実施形態（図１０）と同じである。第４実施形態では、吐出制御と非吐出制御との内容が第３実施形態（図１１）と異なる。具体的には、第３実施形態の吐出制御と非吐出制御とは、待機工程と、押出工程と、尾切り工程と、供給工程とを有しているのに対して、本実施形態の吐出制御と非吐出制御とは、待機工程と、押出工程との間に、排出工程を有している。第３実施形態では、制御部９０は、非吐出制御において、非吐出圧力発生素子を制御して、圧力室４３の容積を拡大してから、圧力室４３の容積を縮小する。これに対して、本実施形態では、制御部９０は、非吐出制御において、非吐出圧力発生素子を制御して、圧力室４３の容積を縮小してから、圧力室４３の容積を拡大する。

図１４を用いて、本実施形態の吐出制御と非吐出制御との内容を説明する。

待機工程についは、第３実施形態と同様であるため、説明を省略する。

排出工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の小さい第２状態とされる。流出路４７の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の小さい第４状態とされる。吐出制御では、制御部９０は、吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３を初期状態のまま維持する。これによって、圧力室４３は、待機工程と同じ状態が維持される。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３内の容積を縮小させて、圧力室４３を初期状態から縮小状態とする。これによって、圧力室４３の容積変化量に相当する圧力室４３内の液体は、流入路４２と流出路４７とに流れる。この際、非吐出ノズルに対応する圧力室４３内の圧力が、ノズル４４におけるメニスカス耐圧を超えないように制御する。

押出工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第１状態に切替えられる。流出路４７の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第３状態に切替えられる。押出工程における吐出制御の内容と、これによる作用は、第３実施形態と同様である。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３を縮小状態のまま維持する。

尾切り工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第１状態とされる。流出路４７の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第３状態とされる。尾切り工程における吐出制御の内容と、これによる作用は、第３実施形態と同様である。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３の容積を拡大させ、圧力室４３縮小状態から初期状態に戻す。これによって、圧力室４３が拡大された容積とほぼ同じ容積の空気が非吐出ノズルから吸入され、圧力室４３内に大きなメニスカスが形成される。

供給工程では、流入路４２の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の小さい第２状態に切替えられる。流出路４７の流路抵抗は、制御部９０により、流路抵抗の大きい第３状態とされる。供給工程における吐出制御の内容と、これによる作用は、第３実施形態と同様である。非吐出制御では、制御部９０は、非吐出圧力発生素子を制御して圧力室４３を初期状態のまま維持する。このため、圧力室４３内には、流入路４２から液体が供給される。尚、本実施形態では、吐出制御における、押出工程は、請求項における「押出制御」に相当し、非吐出制御における、排出工程と尾切り工程とは、請求項における「吸排制御」に相当する。

その後、吐出ノズルと、非吐出ノズルとに対して、適切な量の液体が供給されたタイミングで、再び待機工程に戻り、吐出制御と非吐出制御とが繰り返される。

図１５は、本実施形態における吐出制御と非吐出制御とにおける、圧力発生素子４５の動作を示すタイムチャートである。図１６は、本実施形態における吐出ノズルと非吐出ノズルとにおける、メニスカスの挙動を示す説明図である。

図１４から図１６を用いて、吐出圧力発生素子の動作と、吐出ノズルにおけるメニスカスの挙動とについて説明する。まず、図１５を参照すると、タイミングｔ４０からタイミングｔ４２までの期間は、図１４における待機工程と排出工程とに相当する。タイミングｔ４２からタイミングｔ４３までの期間は、図１４における押出工程に相当し、制御部９０から縮小信号が供給されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を初期状態から縮小状態にする。タイミングｔ４３は、図１４における尾切り工程に相当し、制御部９０から縮小信号の供給が停止されることにより、吐出圧力発生素子は、圧力室４３を縮小状態から初期状態に戻す。次に、図１６を参照すると、待機工程と排出工程とに相当するタイミングｔ４０からタイミングｔ４２までの期間では、吐出ノズルの液面は、吐出ノズルの先端に形成される。押出工程に相当するタイミングｔ４２からタイミングｔ４３までの期間では、吐出ノズルから液体の吐出が行われるため、液面は吐出ノズルの外側に形成される。尾切り工程に相当するタイミングｔ４３では、尾切りが行われるため、吐出ノズルから空気が吸入され、液面は、吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。その後、供給工程が開始され、吐出ノズルに液体が供給されるため、液面の位置は、吐出ノズルの先端に徐々に近付いていく。

図１４から図１６を用いて、非吐出圧力発生素子の動作と、非吐出ノズルにおけるメニスカスの挙動とについて説明する。まず、図１５を参照すると、タイミングｔ４０からタイミングｔ４１までの期間は、図１４における待機工程に相当する。タイミングｔ４１は、図１４における排出工程の開始タイミングに相当し、制御部９０から縮小信号が供給されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を初期状態から縮小状態にする。タイミングｔ４３は、図１４における尾切り工程に相当し、制御部９０から縮小信号の供給が停止されることにより、非吐出圧力発生素子は、圧力室４３を縮小状態から初期状態に戻す。次に、図１６を参照すると、待機工程に相当するタイミングｔ４０からタイミングｔ４１までの期間では、非吐出ノズルの液面は、非吐出ノズルの先端に形成される。排出工程の開始タイミングに相当するタイミングｔ４１では、非吐出ノズルに対応する圧力室４３は縮小されるが、圧力室４３内の液体は、流入路４２と流出路４７に流れるため、非吐出ノズルの液面は変化しない。尾切り工程に相当するタイミングｔ４２では、非吐出ノズルに対応する圧力室４３が縮小状態から初期状態に戻されることにより、非吐出ノズルから空気が吸入され、液面は、非吐出ノズルの内側（圧力室４３側）に形成される。その後、供給工程が開始され、非吐出ノズルに液体が供給されるため、液面の位置は、非吐出ノズルの先端に徐々に近付いていく。

以上で説明した本実施形態の液体吐出装置５では、制御部９０は、吐出制御と非吐出制御との両方において、圧力室４３を初期状態と縮小状態とにするのみで、圧力室４３を拡大状態としない。このため、圧力発生素子４５の駆動方向が一方向のみとされるため、クリアランスを確保しやすく、ヘッド部４０ｂの小型化を図ることができる。

Ｅ．他の実施形態
（Ｅ−１）第１実施形態では、制御部９０は、非吐出制御における押出工程にて、非吐出圧力発生素子を制御して、圧力室４３の容積を拡大し、圧力室４３を拡大状態としている。これに対して、図１７に示すように、非吐出制御における尾切り工程にて、非吐出圧力発生素子を制御して、圧力室４３の容積を拡大し、圧力室４３を拡大状態としてもよい。

（Ｅ−２）第３実施形態と第２実施形態とを組み合わせて、流出路４７を有するヘッド部４０ｂによって、第２実施形態の吐出制御および非吐出制御を行ってもよい。この場合待機工程では、流出路４７は流路抵抗の小さい第４状態とし、待機工程を除いた工程では、流出路４７は流路抵抗の大きい第３状態とする。

（Ｅ−３）上述した各実施形態における第１流路抵抗変更部５１は、第１ロッド５２が流入路４２を閉塞させる形態である。これに対して、第１流路抵抗変更部５１は、貫通孔を有するプレートによって構成され、プレートが共通供給液室４１の内壁面上を摺動するように駆動されることによって、貫通孔と共通供給液室４１内の流入路４２の開口とが重なる面積が変更され、流入路４２の流路抵抗が変更される形態であってもよい。また、上述した第１流路抵抗変更部５１は、共通供給液室４１内ではなく、流入路４２の途中に設けられていてもよく、この場合、流入路４２の断面積を変更させる形態であってもよい。

（Ｅ−４）上述した各実施形態における第２流路抵抗変更部６１は、第１流路抵抗変更部５１と同じ形態である。これに対して、第２流路抵抗変更部６１は、第１流路抵抗変更部５１とは異なる形態であってもよい。この場合、第２流路抵抗変更部６１は、上述したように、貫通孔を有するプレートによって構成された形態等の各種形態を用いてもよい。

（Ｅ−５）上述した各実施形態における圧力発生素子４５は、圧電素子として説明したが、圧力発生素子４５は、圧電素子に限られず、圧力室４３に圧力変化を生じさせてノズル４４から液体を吐出できる形態であればよい。例えば、気泡の拡大と縮小とに応じて梃子を駆動させ、梃子の駆動によって振動板４６を押したり引いたりすることで、圧力室４３の容積を変化させ、圧力室４３内に圧力の変化を生じさせる形態であってもよい。また、圧電素子の代わりに磁歪素子を用いる形態でもよく、静電気力を用いることによって振動板４６を変位させる形態であってもよい。

（Ｅ−６）上述した各実施形態におけるヘッド部４０では、すべての圧力室４３に圧力発生素子４５が設けられている。これに対して、ヘッド部４０は、複数の圧力室４３のうちの一部に、圧力発生素子４５が設けられていない圧力室４３を有していてもよい。

（Ｅ−７）本発明は、インクを吐出する液体吐出装置に限らず、インク以外の他の液体を吐出する任意の液体吐出装置にも適用することができる。例えば、以下のような各種の液体吐出装置に本発明は適用可能である。
（１）ファクシミリ装置等の画像記録装置。
（２）液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置。
（３）有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイや、面発光ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）等の電極形成に用いられる電極材吐出装置。
（４）バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を吐出する液体吐出装置。
（５）精密ピペットとしての試料吐出装置。
（６）潤滑油の吐出装置。
（７）樹脂液の吐出装置。
（８）時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置。
（９）光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置。
（１０）基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を吐出する液体吐出装置。
（１１）他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置。

なお、「液滴」とは、液体吐出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、液体吐出装置が消費できるような材料であればよい。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、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）のような液状態の材料も「液体」に含まれる。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も「液体」に含まれる。液体の代表的な例としては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等の各種の液体状組成物を包含するものとする。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

５…液体吐出装置、１０…タンク、２０…加圧部、３０…供給路、４０，４０ｂ…ヘッド部、４１…共通供給液室、４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ…流入路、４３，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ…圧力室、４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ…ノズル、４５…圧力発生素子、４６…振動板、４７…流出路、４８…共通排出液室、５１…第１流路抵抗変更部、５２…第１ロッド、５３…第１ベース部、５４…第１アクチュエーター、６１…第２流路抵抗変更部、６２…第２ロッド、６３…第２ベース部、６４…第２アクチュエーター、７０…排出路、８０…循環装置、９０…制御部。

Claims (6)

1. 液体吐出装置であって、
   液体を吐出するための複数のノズルと、
   それぞれの前記ノズルに連通する複数の圧力室と、
   前記複数の圧力室に設けられ、前記圧力室の容積を変更するための複数の圧力発生素子と、
   それぞれの前記圧力室に接続され、前記圧力室に前記液体を流入させる複数の流入路と、
   それぞれの前記流入路の流路抵抗を一括して変更するための第１流路抵抗変更部と、
   前記流入路に前記液体を加圧して供給する加圧部と、
   前記第１流路抵抗変更部とそれぞれの前記圧力発生素子とを制御するための制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第１流路抵抗変更部を制御して複数の前記流入路の前記流路抵抗を一括して大きくした第１状態と、前記第１流路抵抗変更部を制御して複数の前記流入路の前記流路抵抗を前記第１状態よりも一括して小さくした第２状態と、を切替える制御を繰り返し、
   前記制御部は、
   複数の前記ノズルのうち前記液体の吐出を行う吐出ノズルに対応する前記圧力発生素子である吐出圧力発生素子に対しては、前記第１状態において、前記吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を縮小させる押出制御を含む、吐出制御を行い、
   複数の前記ノズルのうち前記液体の吐出を行わない非吐出ノズルに対応する前記圧力発生素子である非吐出圧力発生素子に対しては、前記第１状態において、前記非吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を拡大させ、前記第２状態において、前記非吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を縮小させる吸排制御を含む、非吐出制御を行う、
   液体吐出装置。
2. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記制御部は、前記非吐出制御において、前記非吐出ノズルに対応する前記圧力室の容積の拡大を、前記吐出制御において前記吐出ノズルに対応する前記圧力室の容積を縮小させた後に行う、
   液体吐出装置。
3. 請求項１に記載の液体吐出装置であって、
   前記制御部は、前記吐出制御および前記非吐出制御を行う際に、前記第１状態から前記第２状態への切替えを２回行い、
   前記制御部は、
   前記吐出制御において、先の前記第１状態において、前記押出制御に先立って、前記吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を拡大させ、後の前記第１状態において、前記押出制御を行い、
   前記非吐出制御において、先の前記第１状態から先の前記第２状態にかけて、前記吸排制御を行い、後の前記第１状態から後の前記第２状態にかけて、再び、前記吸排制御を行う、
   液体吐出装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
   それぞれの前記圧力室に接続され、前記圧力室から前記液体を流出させる複数の流出路と、
   それぞれの前記流出路の流路抵抗を一括して変更するための第２流路抵抗変更部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第２流路抵抗変更部を制御して複数の前記流出路の前記流路抵抗を一括して大きくした第３状態と、前記第２流路抵抗変更部を制御して複数の前記流出路の前記流路抵抗を前記第３状態よりも一括して小さくした第４状態と、を切替える制御を繰り返す、
   液体吐出装置。
5. 請求項４に記載の液体吐出装置であって、
   前記制御部は、
   前記吐出制御において、前記第１状態かつ前記第３状態のタイミングにて、前記吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を縮小させ、
   前記非吐出制御において、前記第１状態かつ前記第３状態のタイミングにて、前記非吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を拡大させ、前記第２状態または前記第４状態のタイミングにて、前記非吐出圧力発生素子を制御して前記圧力室の容積を縮小させる、
   液体吐出装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、
   前記制御部は、前記圧力発生素子に対して、
   前記圧力室の容積を拡大させた状態にする拡大信号と、
   前記圧力室の容積を縮小させた状態にする縮小信号と、
   を供給可能であり、
   前記制御部は、
   前記圧力発生素子に前記拡大信号を供給すること、または、前記圧力発生素子に前記縮小信号の供給を停止することによって、前記圧力室の容積を拡大させ、
   前記圧力発生素子に前記縮小信号を供給すること、または、前記圧力発生素子に前記拡大信号の供給を停止することによって、前記圧力室の容積を縮小させる、
   液体吐出装置。

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