JP7039885B2 - 液体循環装置、液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体循環装置、液体を吐出する装置に関する。

液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」ともいう。）を使用した装置において、ヘッド内に気泡が混入すると、吐出不良を生じることから、フロースルー型ヘッド（循環型ヘッド）を使用し、液体を循環させることで気泡を排出することが行われる。

従来、複数の循環型ヘッドに供給側に接続した液体供給マニホールドと、ヘッドの排出側に接続した液体回収マニホールドと、液体供給マニホールドと液体回収マニホールドとの間を接続する第１のバイパス流路と、液体を循環させる液体循環手段と、液体供給マニホールドと液体回収マニホールドとの間を接続する第２のバイパス流路とを備え、液体供給マニホールド及び液体回収マニホールドはそれぞれ液体中に混入した気体が液体と鉛直方向に分離可能な鉛直方向の高さを有し、液体供給マニホールドの液体流入口が形成される側とは反対側の端部の鉛直方向上側に第１のバイパス流路の一端が接続され、第２のバイパス流路の一端は液体供給マニホールドの液体流入口が形成される側とは反対側の端部の鉛直方向下側に接続されると共に、該第２のバイパス流路の他端は液体回収マニホールドの液体流出口が形成される側とは反対側の端部の鉛直方向下側に接続される構成としたものがある（特許文献１）。

特許第５５３６４１０号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、液体供給マニホールドが液体回収マニホールドの上方に配置されるために気泡が移動しにくくなる。また、気泡は液体と同じ流路を通じて排出させているので、液体の流れが気泡で阻害されるおそれがある。この場合、流路径を大きくして流量を確保すると、気泡が流路内でメニスカスをはれなくなり、気泡が流れなくなり、流路径を小さくすると液体流量を確保できなくなる、という課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体の流れを阻害することなく、気泡排出性を向上することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体循環装置は、
液体吐出ヘッドを介して前記液体が循環する循環経路を有し、
前記循環経路には、複数の液体吐出ヘッドの供給口側に通じる上流側マニホールドと、
前記複数の液体吐出ヘッドの排出口側に通じる下流側マニホールドと、
前記下流側マニホールド内の前記液体を排出する排出側流路と、を有し、
前記下流側マニホールド内の気泡を排出する気泡排出経路を、前記排出側流路とは別に設け、
前記気泡排出経路は前記下流側マニホールドの天面に設けられている
構成とした。

本発明によれば、液体の流れを阻害することなく、気泡排出性を向上することができる。

本発明に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。 同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。 液体吐出ヘッドの一例の外観斜視説明図である。 同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。 本発明の第１実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）の説明に供するブロック説明図である。 同実施形態における制御部の供給循環制御に係る部分の概要の説明に供するブロック図である。 本発明の第２実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）の説明に供するブロック説明図である。 本発明の第３実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）の説明に供するブロック説明図である。 本発明の第４実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）の説明に供するブロック説明図である。 本発明の第５実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）の説明に供するブロック説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。図１は同装置の概略説明図、図２は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

この液体を吐出する装置である印刷装置１０００は、連続体１０を搬入する搬入手段１と、搬入手段１から搬入された連続体１０を印刷手段５に案内搬送する案内搬送手段３と、連続体１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５と、連続体１０を乾燥する乾燥手段７と、連続体１０を排出する排出手段９などを備えている。

連続体１０は搬入手段１の元巻きローラ１１から送り出され、搬入手段１、案内搬送手段３、乾燥手段７、排出手段９の各ローラによって案内、搬送されて、排出手段９の巻取りローラ９１にて巻き取られる。

この連続体１０は、印刷手段５において、搬送ガイド部材５９上をヘッドユニット５０及びヘッドユニット５５に対向して搬送され、ヘッドユニット５０から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット５５から吐出される処理液で後処理が行われる。

ここで、ヘッドユニット５０には、例えば、媒体搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５１Ｋ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５１」という。）が配置されている。

各ヘッドアレイ５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続体１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

ヘッドアレイ５１は、例えば、図２に示すように、液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１００をベース部材５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。

次に、液体吐出ヘッドの一例について図３及び図４を参照して説明する。図３は同液体吐出ヘッドの外観斜視説明図、図４は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１０１と、流路板１０２と、壁面部材としての振動板部材１０３とを積層接合している。そして、振動板部材１０３の振動領域（振動板）１３０を変位させる圧電アクチュエータ１１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通液室部材１２０と、カバー１２９を備えている。なお、流路板１０２と振動板部材１０３で構成される部分を流路部材１４０という。

ノズル板１０１は、液体を吐出する複数のノズル１０４を有している。

流路板１０２は、ノズル１０４にノズル連通路１０５を介して通じる個別液室１０６、個別液室１０６に通じる供給側流体抵抗部１０７、供給側流体抵抗部１０７に通じる液導入部１０８となる貫通穴や溝部を形成している。ノズル連通路１０５は、ノズル１０４と個別液室１０６にそれぞれ連なって通じる流路である。また、液導入部１０８は振動板部材１０３の開口１０９を介して供給側共通液室１１０に通じている。

振動板部材１０３は、流路板１０２の個別液室１０６の壁面を形成する変形可能な振動領域１３０を有する。ここでは、振動板部材１０３は２層構造（限定されない）とし、流路板１０２側から薄肉部を形成する第１層と、厚肉部を形成する第２層で形成され、第１層で個別液室１０６に対応する部分に変形可能な振動領域１３０を形成している。

そして、この振動板部材１０３の個別液室１０６とは反対側に、振動板部材１０３の振動領域１３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１１を配置している。

この圧電アクチュエータ１１１は、ベース部材１１３上に接合した圧電部材をハーフカットダイシングによって溝加工して所要数の柱状の圧電素子１１２を所定の間隔で櫛歯状に形成している。

そして、圧電素子１１２を振動板部材１０３の振動領域１３０に形成した島状の厚肉部である凸部１３０ａに接合している。また、圧電素子１１２にはフレキシブル配線部材１１５が接続されている。

共通液室部材１２０は、供給側共通液室１１０と排出側共通液室１５０を形成する。供給側共通液室１１０は供給ポート１７１に通じ、排出側共通液室１５０は排出側ポート１８１に通じている。

なお、ここでは、共通液室部材１２０は、第１共通液室部材１２１及び第２共通液室部材１２２によって構成され、第１共通液室部材１２１を流路部材１４０の振動板部材１０３側に接合し、第１共通液室部材１２１に第２共通液室部材１２２を積層して接合している。

第１共通液室部材１２１は、液導入部１０８に通じる供給側共通液室１１０の一部である下流側共通液室１１０Ａと、排出流路１５１に通じる排出側共通液室１５０とを形成している。また、第２共通液室部材１２２は、供給側共通液室１１０の残部である上流側共通液室１１０Ｂを形成している。

また、流路板１０２には、各個別液室１０６にノズル連通路１０５を介して通じる流路板１０２の面方向に沿う排出流路１５１を形成している。排出流路１５１が排出側共通液室１５０に通じている。

この液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子１１２に与える電圧を基準電位（中間電位）から下げることによって圧電素子１１２が収縮し、振動板部材１０３の振動領域１３０が引かれて個別液室１０６の容積が膨張することで、個別液室１０６内に液体が流入する。

その後、圧電素子１１２に印加する電圧を上げて圧電素子１１２を積層方向に伸長させ、振動板部材１０３の振動領域１３０をノズル１０４に向かう方向に変形させて個別液室１０６の容積を収縮させることにより、個別液室１０６内の液体が加圧され、ノズル１０４から液体が吐出される。

また、ノズル１０４から吐出されない液体はノズル１０４を通過して排出流路１５１から排出側共通液室１５０に排出され、排出側共通液室１５０から外部の循環経路を通じて供給側共通液室１１０に再度供給される。

なお、ヘッドの駆動方法については上記の例（引き－押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。

次に、本発明の第１実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）について図５を参照して説明する。図５は同説明に供するブロック説明図である。

この液体循環装置２００は、ヘッド１００から吐出する液体を貯留する液体貯留手段であるメインタンク２０１と、上流側サブタンクである第１サブタンク２１１と、下流側サブタンクである第２サブタンク２２１と、中間サブタンクである第３サブタンク２３１を備えている。

また、第３サブタンク２３１から第１サブタンク２１１に送液する第１送液ポンプ２０２と、第２サブタンク２２１から第３サブタンク２３１に送液する第２送液ポンプ２０３と、メインタンク２０１から第３サブタンク２３１に送液する第３送液ポンプ２０４を備えている。

また、複数のヘッド１００が通じる上流側マニホールドである第１マニホールド２４１及び下流側マニホールドである第２マニホールド２５１と、各ヘッド１００毎の加圧ヘッドタンク２６１及び減圧ヘッドタンク２６２と、液体中の溶存気体を除去する脱気手段である脱気装置２７０を備えている。

ここで、第１サブタンク２１１と第２サブタンク２２１との間に第３サブタンク２３１が配置され、メインタンク２０１からフィルタ２０５及び電磁弁２０６を含む液体経路２８３を介して第３送液ポンプ２０４によって第３サブタンク２３１に送液（供給）する。

第３サブタンク２３１には、液面検知手段２３２と、内部を大気開放する大気開放機構を構成する電磁弁２３３を備えている。

第３サブタンク２３１と第１サブタンク２１１とは液体経路２８１を通じて接続し、液体経路２８１には第１送液ポンプ２０２を設けている。また、液体経路２８１には、第１送液ポンプ２０２をバイパスする逆流液体経路２８４を設け、逆流液体経路２８４には電磁弁２８５を設けている。

第３サブタンク２３１と第２サブタンク２２１とは液体経路２８２を通じて接続し、液体経路２８２には第２送液ポンプ２０３を設けている。また、液体経路２８２には、第２送液ポンプ２０３をバイパスする逆流液体経路２８６を設け、逆流液体経路２８６には電磁弁２８７を設けている。

第１サブタンク２１１は、気体室２１１ａを有し、液体と気体が共存する構成である。第１サブタンク２１１には、液面を検知する液面検知手段２１２と、内部を大気開放する大気開放機構となる電磁弁２１３が設けられている。

第２サブタンク２２１は、気体室２２１ａを有し、液体と気体が共存する構成である。第２サブタンク２２１には、液面を検知する液面検知手段２２２と、内部を大気開放する大気開放機構となる電磁弁２２３が設けられている。

第１サブタンク２１１は、脱気装置２７０、フィルタ２７１を含む液体経路２９１を通じて第１マニホールド２４１に接続されている。液体経路２９１には、液体経路２９１を開閉する電磁弁２７３と、液体経路２９１の圧力を検知する圧力センサ２７４が設けられている。

第１マニホールド２４１は、ヘッド１００の供給ポート１７１（供給口）側に供給経路２４２を介して通じている。供給経路２４２は、加圧ヘッドタンク２６１を介してヘッド１００の供給ポート１７１に接続されている。供給経路２４２には加圧ヘッドタンク２６１より上流側に経路を開閉する電磁弁２４３が設けられている。

第２サブタンク２２１は、液体経路２９２を通じて第２マニホールド２５１に接続されている。液体経路２９２には、液体経路２９２を開閉する電磁弁２７５と、液体経路２９２の圧力を検知する圧力センサ２７６が設けられている。

第２マニホールド２５１は、ヘッド１００の排出ポート１８１（排出口）側に排出経路２５２を介して通じている。排出経路２５２は、減圧ヘッドタンク２６２を介してヘッド１００の排出ポート１８１に接続されている。排出経路２５２には減圧ヘッドタンク２６２より下流側に経路を開閉する電磁弁２５３が設けられている。

第１マニホールド２４１の液体経路２９１との接続口（液体供給口）と、第２マニホールド２５１の液体経路２９２との接続口（液体排出口）とは、長手方向において同じ端部側に設けられている。

ここで、第３サブタンク２３１から、液体経路２８１、第１サブタンク２１１、液体経路２９１、脱気装置２７０、第１マニホールド２４１、ヘッド１００、第２マニホールド２５１、第２サブタンク２２１、液体経路２８２を経て、第３サブタンク２３１に戻る経路で循環経路が構成される。

そして、第１マニホールド２４１には、長手方向の両端部に、第１マニホールド２４１から第２マニホールド２５１に気泡を排出する２つの第１気泡排出経路３０１（３０１Ａ、３０１Ｂ）を設けている。

また、第２マニホールド２５１には、長手方向の両端部に、第２マニホールド２５１から第２マニホールド２５１の外部に気泡を排出する２つの第２気泡排出経路３０２（３０２Ａ、３０２Ｂ）を設けている。

２つの第２気泡排出経路３０２は１つの共通気泡排出経路３０３にまとめられ、共通気泡排出経路３０３は第２サブタンク２２１の気体室２２１ａに出口が通じている。

つまり、第１気泡排出経路３０１及び第２気泡排出経路３０２並びに共通気泡排出経路３０３で構成される気泡排出経路は、循環経路とは別系統の経路としている。なお「別系統の経路」とは、液体の循環経路（メイン経路）とは異なる経路（サブ経路）を意味する。また循環経路とは異なり、液体の循環ではなく気泡の排出を主な役割としている。ただし、例えば初期充填時の気泡抜きの際や、緊急停止時等では、別系統の経路に液体が流れることもある。

また、２つの第１気泡排出経路３０１（３０１Ａ、３０１Ｂ）には、それぞれ経路を開閉する第１開閉弁である電磁弁３１１（３１１Ａ、３１１Ｂ）を設けている。同様に、２つの第２気泡排出経路３０２（３０２Ａ、３０２Ｂ）には、それぞれ経路を開閉する第２開閉弁である電磁弁３１２（３１２Ａ、３１２Ｂ）を設けている。

また、第１マニホールド２４１と第２マニホールド２５１とは、高さ方向において、第２マニホールド２５１が第１マニホールド２４１よりも高い位置に配置されている。第１気泡排出経路３０１は第１マニホールド２４１の天面２４１ａ側に接続され、第２気泡排出経路３０２は第２マニホールド２５１の天面２５１ａ側に接続されている。

次に、本実施形態における制御部の供給循環制御に係る部分の概要について図６を参照して説明する。図６は同説明に供するブロック図である。

制御部５００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１、ＣＰＵ５０１が実行するプログラムを含む各種プログラムなどの固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３で構成される主制御部５００Ａを備えている。

制御部５００は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４を備えている。制御部５００は、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他の制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５を備えている。

制御部５００は、ヘッドユニット５０の各ヘッド１００を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段、バイアス電圧出力手段を含む印刷制御部５０８と、各ヘッド１００を駆動するための駆動ＩＣ（ここでは「ヘッドドライバ」という。）５０９を備えている。

制御部５００は、供給循環系電磁弁群５５０を駆動制御する電磁弁制御部５１０を備えている。供給循環系電磁弁群５５０には、供給循環経路の電磁弁２０６、２７３、２４３、２５３、２７５、大気開放に係る電磁弁２１３、２２３、２３３、逆流液体経路の電磁弁２８５、２８７などが含まれる。

制御部５００は、気泡排出系電磁弁群５６０を駆動制御する電磁弁制御部５２０を備えている。気泡排出系電磁弁群５６０には、電磁弁３１１Ａ、３１１Ｂ，３１２Ａ、３１２Ｂが含まれる。

制御部５００は、第３送液ポンプ２０４を駆動制御する供給系制御部５１１を備えている。

制御部５００は、第１送液ポンプ２０２、第２送液ポンプ２０３を駆動制御する圧力系制御部５１２を備えている。

制御部５００は、Ｉ／Ｏ部５０７を有している。Ｉ／Ｏ部５０７は、様々のセンサ情報を処理することができ、圧力センサ２７４、２７６の検知結果、各種のセンサ群５１５からの情報を取得する。そして、装置の制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８や電磁弁制御部５１０、５２０、供給系制御部５１１、圧力系制御部５１２による制御などに使用する。

制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

次に、本実施形態の液体循環装置における液体循環方法について説明する。

（１）メインタンク２０１－第３サブタンク２３１への液体フロー
液面検知手段２３２で第３サブタンク２３１の液体不足を検知すると、第３送液ポンプ２０４を駆動して、メインタンク２０１から液体経路２８３を介して、液面検知手段２３２の検知結果で液面が満タンとなるまで第３サブタンク２３１に液体供給を行う。
（２）第３サブタンク２３１－第１サブタンク２１１への液体フロー
第１送液ポンプ２０２を駆動して、第３サブタンク２３１から液体経路２８１を介して第１サブタンク２１１に液体を送液することができる。
（３）第２サブタンク２２１－第３サブタンク２３１への液体フロー
第２送液ポンプ２０３を駆動して、第２サブタンク２２１から液体経路２８２を介して第３サブタンク２３１に液体を送液することができる。

（４）第１サブタンク２１１-循環可能なヘッド１００-第２サブタンク２２１の液体フロー
圧力センサ２７４による検知圧力が目標圧力（例えば、加圧となる圧力）となるまで第１送液ポンプ２０２を駆動して第１サブタンク２１１に液体を供給する。また、圧力センサ２７６の検知圧力が目標圧力（例えば負圧となる圧力)となるまで第２送液ポンプ２０３を駆動して第３サブタンク２３１に液体を送液する。

これにより、第１サブタンク２１１と第２サブタンク２２１との間に差圧が発生する。この差圧に応じて、第１サブタンク２１１から、液体経路２９１を介し、フィルタ２７１、脱気装置２７０、第１マニホールド２４１、複数の供給経路２４２、複数のヘッドタンク２６１、複数のヘッド１００、複数の排出経路２５、複数のヘッドタンク２６２、第２マニホールド２５１、液体経路２９２を介して、第２サブタンク２２１まで液体が循環可能となる。

次に、ノズルメニスカスの負圧形成について説明する。

一般的に、ヘッドから吐出を行う場合、ノズルメニスカスにかかる圧力は負圧に制御する。これは、ノズルから液体が溢れることを防止するためである。また、高速で吐出を行う場合に、吐出開始と終了時には、流体の慣性が作用し、ノズルメニスカスに圧力の脈動が発生する場合がある。このとき、正圧側の圧力が一時的に発生するので、このような場合でも、ノズルから液体が溢れることを防止するためである。

循環型ヘッドを使用する場合には、第１サブタンク２１１内に正圧を設定し、第２サブタンク２２１内に負圧を設定する方法が一般的である。

例えば、予め第１サブタンク２１１から、ヘッド１００内のノズルメニスカスまでの流体抵抗Ｒ１と、ノズルメニスカスから、第２サブタンク２２１までの流体抵抗Ｒ２を、計算か測定により求める。

そして、流体抵抗Ｒ１、Ｒ２に応じて、第１サブタンク２１１の圧力Ｖ１、第２サブタンク２２１の圧力Ｖ２を設定することで、流体抵抗Ｒ１とＲ２の比と、圧力Ｖ１とＶ２の値に応じて、ノズルメニスカスに目標とする負圧Ｖを発生させることができる。

つまり、循環する流量をＩとすると、
Ｖ―Ｖ１=Ｉ×Ｒ１
Ｖ２―Ｖ=Ｉ×Ｒ２
となる。

ここで、両辺からＩを削除して、変形することで、
Ｖ＝（Ｖ２＋Ｒ２／Ｒ２×Ｖ１）／（１＋Ｒ２／Ｒ１）
となる。

したがって、設定する圧力と流体抵抗比に応じて、メニスカスの圧力が決まることが分かる。

なお、上記の説明では、第１サブタンク２１１を正圧にする例で説明しているが、第１サブタンク２１１を負圧としつつ、第２サブタンク２２１は第１サブタンク２１１よりも負圧が大きくするように制御することで、差圧を発生させて液体を循環させる構成とすることもできる。

この構成の有利な点は、第１サブタンク２１１も負圧であるので、前述した構成に比べて、液体が垂れるおそれを低減したまま、液体循環させることができる点である。

次に、気泡排出動作について説明する。

本実施形態においては、第１気泡排出経路３０１の電磁弁３１１を開くことで、第１マニホールド２４１から第２マニホールド２５１に気泡が移動する。

このとき、第２マニホールド２５１を第１マニホールド２４１よりも高い位置に配置することで、第１マニホールド２４１から第２マニホールド２５１に気泡を効率的に排出することができる。また、第２マニホールド２５１の底面に第１気泡排出経路３０１が通じていることで、気泡が第１気泡排出経路３０１に滞留することなく移動できる。

また、第２気泡排出経路３０２の電磁弁３１２を開くことで、第２マニホールド２５１から共通気泡排出経路３０３に気泡が移動し、第２サブタンク２２１の気体室２２１ａに排出される。

このように、液体経路とは別系統の経路である気泡排出経路（第１気泡排出経路３０１、第２気泡排出経路３０２、共通気泡排出経路３０３）によって気泡を排出する。

これにより、気泡によって液体の流れが阻害されることがない。また、気泡排出経路の内径を小さくしても、液体経路の内径は変わらないので、液体流量を確保することができる。

また、気泡排出経路の出口を第２サブタンク２２１の気体室２２１ａに配置することで、排出した気泡をそのまま気体室に送ることができる。

また、第１マニホールド２４１の長手方向の両端部に第１気泡排出経路３０１を、第２マニホールド２５１の長手方向の両端部に第２気泡排出経路３０２を、それぞれ接続することで、より効率的に気泡を排出することができる。

ここで、電磁弁３１１Ａ、３１１Ｂ、３１２Ａ、３１２Ｂを開く順序については、まず、第１マニホールド２４１の一端部側の電磁弁３１１Ａと、第２マニホールド２５１の他端部側の電磁弁３１２Ｂとを開くことが好ましい。

つまり、第１マニホールド２４１の液体流入側から遠い一端部側と第２マニホールド２５１とを第１気泡排出経路３０１Ａを介して通じ、第２マニホールド２５１の液体排出側に近い他端部と共通気泡排出経路３０３とを第２気泡排出経路３０２Ｂを介して通じる。なお、ここでいう「端部」とは、中央と端との間の領域の意味であり、端に限定されるものではない。

これにより、第１マニホールド２４１及び第２マニホールド２５１の全域に液体の流れを生成することができる。

なお、電磁弁３１１Ａ、３１２Ｂを開いた後は、電磁弁３１１Ｂ、３１２Ｂも開いて気泡排出動作を継続してもよく、あるいは、電磁弁３１１Ａ、３１２Ｂだけ開いて気泡排出動作を継続してもよい。

この場合、第１マニホールド２４１の液体流入側と第２マニホールド２５１の液体排出側は、長手方向で同じ側に位置するように配置することで、第１マニホールド２４１及び第２マニホールド２５１の全域に液体の流れを生成できる。

次に、本発明の第２実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）について図７を参照して説明する。図７は同説明に供するブロック説明図である。

本実施形態では、第１マニホールド２４１には液体流入側と反対側の端部に第１気泡排出経路３０１の一端が通じ、第１気泡排出経路３０１の他端は第２マニホールド２５１の液体排出側と反対側の端部に通じ、第２マニホールド２５１の液体排出側の端部に第２気泡排出経路３０２が通じている。

なお、第１気泡排出経路３０１、第２気泡排出経路３０２には、電磁弁３１１、３１２が設けられている。

このように構成しても、第１マニホールド２４１及び第２マニホールド２５１の全域に液体の流れを生成して、最終的に第２マニホールド２５１に通じる第２気泡排出経路３０２から気泡を排出することができる。

また、本実施形態では、第１マニホールド２４１には液体流入側と反対側の端部に第１気泡排出経路３０１の一端が通じ、第１気泡排出経路３０１の他端は第２マニホールド２５１の液体排出側と反対側の端部に通じ、第２マニホールド２５１の液体排出側の端部に第２気泡排出経路３０２が通じている。

これにより、第１実施形態よりも気泡排出経路の数を少なくできる。また、例えば気泡発生源が第１マニホールド２４１の下流側（最下流に接続されたヘッド１００など）の場合でも、その気泡発生源よりもさらに下流に配置された気泡排出経路により気泡を排出できる。

次に、本発明の第３実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）について図８を参照して説明する。図８は同説明に供するブロック説明図である。

本実施形態では、第１マニホールド２４１は、液体流入側の端部（一方の端部）側からの液体流入側と反対側の端部（他方の端部）側に向かって高くなるように天面２４１ａが傾斜している。そして、第１マニホールド２４１の液体流入側と反対側の端部に第１気泡排出経路３０１を接続している。

そして、第１気泡排出経路３０１の他端は、第２マニホールド２５１の液体排出側の端部と反対側の端部に接続している。

第２マニホールド２５１は、液体排出側と反対側の端部（一方の端部）側から液体排出側の端部（他方の端部）側に向かって高くなるように天面２５１ａが傾斜している。そして、第２マニホールド２５１の液体排出側に第２気泡排出経路３０２を接続している。

つまり、第１マニホールド２４１、第２マニホールド２５１の天面２４１ａ、２５１ａを、長手方向において傾斜させることで、浮力によって気泡を他方の端部側に集めることができる。なお、「一方の端部」は傾斜において低い側の端部、「他方の端部」は傾斜において高い側の端部の意味である。

これにより、第１気泡排出経路、第２気泡排出経路を１つの経路にしても確実に気泡を排出することができ、構成が簡単になる。

なお、天面を傾斜させる構成は、天面自体を傾斜して形成する構成、マニホールド全体を傾けて配置する構成のいずれでもよい。

次に、本発明の第４実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）について図９を参照して説明する。図９は同説明に供するブロック説明図である。

本実施形態では、第２マニホールド２５１は、液体排出側の端部（一方の端部）側から液体排出側と反対側の端部（他方の端部）側に向かって高くなるように天面２５１ａが傾斜している。そして、第２マニホールド２５１の液体排出側と反対側（天面２５１ａの高い側）に第２気泡排出経路３０２を接続している。

このように構成しても、第１マニホールド２４１、第２マニホールド２５１の天面２４１ａ、２５１ａを長手方向において傾斜させることで、浮力によって気泡を一方の端部側に集めることができる。

したがって、前記第３実施形態と同様に、第１気泡排出経路、第２気泡排出経路を１つの経路にしても確実に気泡を排出することができ構成が簡単になる。

また、第１マニホールド２４１から第２マニホールド２５１に第１気泡排出経路を通じて移動した気泡は、そのまま浮力で第２気泡排出経路が接続された部分に上昇する。これにより、気泡が第２マニホールド２５１内を長手方向に移動しないので、気泡がヘッドに供給されるおそれを低減しつつ、気泡が第２マニホールド２５１内に溶け込むことを低減できる。

次に、本発明の第５実施形態における液体供給循環に係る部分（液体循環装置）について図１０を参照して説明する。図１０は同説明に供するブロック説明図である。

本実施形態では、第１マニホールド２４１は、長手方向両端から中央に向かって高くなるように天面２４１ａが傾斜している。そして、第１マニホールド２４１の天面２４１ａの高い部分に第１気泡排出経路３０１を接続している。

同様に、第１マニホールド２５１は、長手方向両端から中央に向かって高くなるように天面２５１ａが傾斜している。そして、第２マニホールド２５１の天面２５１ａの高い部分に第２気泡排出経路３０２を接続している。
ている。

このように構成しても、第１マニホールド２４１、第２マニホールド２５１の天面２４１ａ、２５１ａの中央部分に、浮力によって気泡を集めることができる。

したがって、前記第３実施形態と同様に、第１気泡排出経路、第２気泡排出経路を１つの経路にしても確実に気泡を排出することができ構成が簡単になる。また、第１マニホールドから第２マニホールドに第１気泡排出経路を通じて移動した気泡は、そのまま浮力で第２気泡排出経路が接続された部分に上昇し、第２マニホールド内を長手方向に移動しないので、ヘッドに供給されるおそれを低減できる。

また、気泡排出経路が各マニホールドの中央近傍に設けられているため、気泡排出経路中に設けられたバルブの開閉等による微小な圧力変化が、中央近傍から上流側及び下流側に向けて対象的に伝わる。これにより、気泡排出経路をマニホールドの端部付近に設けた場合よりも、圧力変化に起因する印字ムラ等を低減することができる。

本願において、吐出される「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

「液体吐出ヘッド」には、液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

５ 印刷手段
１０ 連続体
５０ ヘッドユニット
１００ 液体吐出ヘッド（ヘッド）
２００ 液体供給装置
２０１ メインタンク（液体貯留手段）
２０２ 第１送液ポンプ（送液手段）
２０３ 第２送液ポンプ
２１１ 第１サブタンク
２２１ 第２サブタンク
２４１ 第１マニホールド
２５２ 第２マニホールド
３０１、３０１Ａ、３０１Ｂ 第１気泡排出経路
３０２、３０２Ａ、３０２Ｂ 第２気泡排出経路
３０３ 共通気泡排出経路
３１１、３１１Ａ、３１１Ｂ 電磁弁
３１２、３１２Ａ、３１２Ｂ 電磁弁
１０００ 印刷装置（液体を吐出する装置）

Claims (14)

1. 液体吐出ヘッドを介して前記液体が循環する循環経路を有し、
   前記循環経路には、複数の液体吐出ヘッドの供給口側に通じる上流側マニホールドと、
   前記複数の液体吐出ヘッドの排出口側に通じる下流側マニホールドと、
   前記下流側マニホールド内の前記液体を排出する排出側流路と、を有し、
   前記下流側マニホールド内の気泡を排出する気泡排出経路を、前記排出側流路とは別に設け、
   前記気泡排出経路は前記下流側マニホールドの天面に設けられている
   ことを特徴とする液体循環装置。
2. 前記気泡排出経路の出口は、前記下流側マニホールドに通じるサブタンク内に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体循環装置。
3. 前記下流側マニホールドの長手方向の両端部にそれぞれ通じる２つの前記気泡排出経路を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体循環装置。
4. 前記下流側マニホールドは、長手方向において、前記天面が一方の端部側から他方の端部側に向かって高くなるように傾斜し、又は、前記天面が両端部側から中央部に向かって高くなるように傾斜し、前記天面が高くなった部分に前記気泡排出経路が通じている
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体循環装置。
5. 液体吐出ヘッドを介して液体が循環する循環経路を有し、
   前記循環経路には、複数の液体吐出ヘッドの供給口側に通じる上流側マニホールドと、
   前記複数の液体吐出ヘッドの排出口側に通じる下流側マニホールドと、を含み、
   前記上流側マニホールドから前記下流側マニホールドに気泡を排出する第１気泡排出経路と、
   前記下流側マニホールドから前記下流側マニホールドの外部に気泡を排出する第２気泡排出経路と、を有し、
   前記第１気泡排出経路及び前記第２気泡排出経路は、前記循環経路とは別系統の経路である
   ことを特徴とする液体循環装置。
6. 前記上流側マニホールドよりも前記下流側マニホールドが高い位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の液体循環装置。
7. 前記第２気泡排出経路の出口は、前記下流側マニホールドに通じるサブタンク内に配置されている
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の液体循環装置。
8. 前記上流側マニホールドの長手方向の両端部にそれぞれ通じる２つの第１気泡排出経路、及び、前記下流側マニホールドの長手方向の両端部にそれぞれ通じる２つの第２気泡排出経路を有する
   ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の液体循環装置。
9. 前記上流側マニホールドの長手方向における端部に設けられた液体供給口と、
   前記下流側マニホールドの長手方向における端部に設けられた液体排出口と、
   前記第１気泡排出経路を開閉する第１開閉弁と、
   前記第２気泡排出経路を開閉する第２開閉弁と、を有し、
   気泡を排出するときには、
   前記上流側マニホールドの前記液体供給口から長手方向において遠い一端部に通じる第１気泡排出経路の前記第１開閉弁と、前記下流側マニホールドの前記液体排出口から長手方向において近い他端部に通じる第２気泡排出経路の前記第２開閉弁とを開く
   ことを特徴とする請求項８に記載の液体循環装置。
10. 前記上流側マニホールドの前記液体供給口と前記下流側マニホールドの前記液体排出口とは、長手方向において、同じ側に配置されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の液体循環装置。
11. 前記上流側マニホールドには液体流入側と反対側の端部に前記第１気泡排出経路の一端
    が通じ、
    前記第１気泡排出経路の他端は前記下流側マニホールドの液体排出側と反対側の端部に
    通じ、
    前記下流側マニホールドの液体排出側の端部に前記第２気泡排出経路が通じている
    ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の液体循環装置。
12. 前記上流側マニホールドは、長手方向において、天面が一方の端部側から他方の端部側に向かって高くなるように傾斜し、又は、天面が両端部側から中央部に向かって高くなるように傾斜し、前記天面が高くなった部分に前記第１気泡排出経路が通じている
    ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の液体循環装置。
13. 前記下流側マニホールドは、長手方向において、天面が一方の端部側から他方の端部側に向かって高くなるように傾斜し、又は、天面が両端部側から中央部に向かって高くなるように傾斜し、前記天面が高くなった部分に前記第２気泡排出経路が通じている
    ことを特徴とする請求項５ないし７及び１２のいずれかに記載の液体循環装置。
14. 液体を吐出する複数の液体吐出ヘッドと、
    請求項１ないし１３のいずれかに記載の液体循環装置と、を備えている
    ことを特徴とする液体を吐出する装置。

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