(57)【要約】【課題】循環路Ｊとこの循環路Ｊに液体を供給する供給路Ｋの構成を簡単化し、かつ、供給路Ｋから循環路Ｊに供給する液体の許容される圧力水頭の範囲を拡大させる。【解決手段】液体噴射ユニット１は、液体が循環する循環路Ｊと、流入口２と流出口３の間の流路が循環路Ｊの一部を構成し、この流路に連通するノズルＮから液体を吐出する液体噴射ヘッドＨと、循環路Ｊの液体を循環させる液体ポンプＰと、循環路Ｊに液体を供給する供給路Ｋと、循環路Ｊの液体の圧力に応じて圧力情報を生成する圧力センサーＳとを備え、液体ポンプＰは、圧力情報に基づいて送液量を変化させてノズルＮの液体を所定圧に維持するとともに供給路Ｋから循環路Ｊに液体を引き込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が循環する循環路と、
流入口と流出口を有し、前記流入口と前記流出口の間の流路が前記循環路の一部をなし、前記流路に連通するノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドと、
前記循環路に挿入され、前記循環路の液体を循環させる液体ポンプと、
前記循環路に接続され、前記循環路に液体を供給する供給路と、
前記循環路の液体の圧力を検出し、圧力情報を生成する圧力センサーと、を備え、
前記液体ポンプは、前記圧力情報に基づいて送液量を変化させて前記ノズルの液体を所定圧に維持するとともに前記供給路から前記循環路に液体を引き込む液体噴射ユニット。
【請求項２】
前記流出口と前記液体ポンプの間の前記循環路に前記供給路が接続される請求項１に記載の液体噴射ユニット。
【請求項３】
前記流出口近傍から前記供給路が接続される接続点までの前記循環路の流路抵抗は、前記液体ポンプから前記流入口までの前記循環路の流路抵抗よりも大きい請求項２に記載の液体噴射ユニット。
【請求項４】
循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部を備え、
前記流入口と前記流出口の間の前記流路に前記流量制限部が設置される請求項２又は３に記載の液体噴射ユニット。
【請求項５】
循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部を備え、
前記液体ポンプと前記流出口の間の前記循環路に前記流量制限部が設置され、
前記流量制限部と前記液体ポンプの間の前記循環路に前記供給路が接続される請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ユニット。
【請求項６】
他の液体噴射ヘッドを有し、
前記他の液体噴射ヘッドは、前記流入口と前記液体ポンプの間の前記循環路から液体を流入し、前記流出口と前記流量制限部の間の前記循環路に液体を流出する請求項５に記載の液体噴射ユニット。
【請求項７】
前記流入口と前記流出口の間の前記流路の流出口近傍に前記供給路が接続される請求項１に記載の液体噴射ユニット。
【請求項８】
循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部を備え、
前記流入口と前記流出口の間の前記流路の流出口近傍に前記流量制限部が設置される請求項１に記載の液体噴射ユニット。
【請求項９】
前記流量制限部と前記流出口の間の前記流路に前記供給路が接続される請求項８に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１０】
前記供給路から供給される液体は前記ノズルの液体よりも圧力水頭が低い請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１１】
前記液体ポンプと前記流入口の間の前記循環路に前記供給路が接続される請求項１に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１２】
前記流入口近傍から前記供給路が接続される接続点までの前記循環路の流路抵抗は、前記流出口から前記液体ポンプまでの前記循環路の流路抵抗よりも大きい請求項１１に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１３】
循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部を備え、
前記液体ポンプと前記流入口の間の前記循環路に前記流量制限部が設置され、
前記液体ポンプと前記流量制限部の間の前記循環路に前記供給路が接続される請求項１、１１、１２のいずれか一項に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１４】
他の液体噴射ヘッドを有し、
前記他の液体噴射ヘッドは、前記流入口と前記流量制限部の間の前記循環路から液体を流入し、前記流出口と前記液体ポンプの間の前記循環路に液体を流出する請求項１３に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１５】
前記供給路から供給される液体は前記ノズルの液体よりも圧力水頭が高い請求項１、１１〜１４のいずれか一項に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１６】
前記圧力センサーは、前記流入口又は前記流出口に近接する前記循環路に設置される請求項１〜１５のいずれか一項に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１７】
液体の圧力変動を緩和させるダンパーを備え、
前記圧力センサーは前記ダンパーに設置される請求項１〜１６のいずれか一項に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１８】
前記流量制限部は、圧力損失量を変更可能なバルブからなる請求項１〜１７のいずれか一項に記載の液体噴射ユニット。
【請求項１９】
前記供給路と前記循環路とは三方弁を介して接続され、
前記三方弁は、三方連通状態と、前記循環路の一方と前記供給路が連通し前記循環路の他方が閉止される二方連通状態とを切り替え可能とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の液体噴射ユニット。
【請求項２０】
液体が循環する循環路と、
前記循環路に連通するノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドと、
前記循環路の液体を循環させる液体ポンプと、
前記循環路に液体を供給する供給路と、
前記循環路を循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部と、
前記循環路の液体の圧力に応じて圧力情報を生成する圧力センサーと、を備え、
前記循環路は前記液体ポンプと前記流量制限部の間を並列に連通する第一流路と第二流路を含み、前記第一流路に前記液体噴射ヘッドと前記圧力センサーが設置され、前記第二流路に前記供給路が接続される液体噴射ユニット。
【請求項２１】
前記液体ポンプは、前記第二流路から入液し前記第一流路に送液し、
前記供給路の液体は前記ノズルの液体よりも圧力水頭が低い請求項２０に記載の液体噴射ユニット。
【請求項２２】
前記液体ポンプは、前前記第一流路から入液し前記第二流路に送液し、
前記供給路の液体は前記ノズルの液体よりも圧力水頭が高い請求項２０に記載の液体噴射ユニット。
【請求項２３】
請求項１または２０に記載の液体噴射ユニットと、前記供給路に液体を供給する液体タンクと、前記液体噴射ユニットと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、を備える液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出して被記録媒体に記録する液体噴射ユニットに関し、特に液体循環型の液体噴射ユニット及びこれを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字や図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式による液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドのチャンネルに導き、チャンネルに充填される液体に圧力を印加してチャンネルに連通するノズルから液体を吐出する。液体の吐出の際には、液体噴射ヘッドや被記録媒体を移動させて文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
この種の液体噴射装置では、液体噴射ヘッドに供給する液体を循環させるタイプが普及している。液体を循環させることにより、液体噴射ヘッドに塵埃や気泡が滞留し吐出不良が発生することを防ぐとともに、液体噴射ヘッドに常に新鮮な液体を供給することができるので、液体の増粘による記録品質の低下を防ぐことができる。
【０００４】
特許文献１には、記録ヘッドユニットとインクタンクの間をインクが循環する循環系が記載されている。インクタンクと記録ヘッドユニットの間には往路のインクチューブと復路のインクチューブが設置される。往路のインクチューブのインクタンク側にはポンプが設置され、インクタンクのインクを記録ヘッドユニットに圧送するとともに、インクをインクタンクと記録ヘッドユニットの間を循環させる。この構成により、チューブ内や記録ヘッドユニット内に残存する気泡や増粘インクがインクタンクに集められ除去される。
【０００５】
特許文献２には、インク循環路が構成されるインクジェット記録装置が記載されている。インク循環路は、インク圧送手段である回復ポンプから第一循環管を経由して記録ヘッドのインク流入口に接続され、更に、記録ヘッドのインク流出口から第二循環管、インク供給タンクを介して回復ポンプに接続される。また、インク循環路には、インク供給タンクにインクを補充するためのメインタンクが接続される。そして、メインタンクとインク循環路の第一循環管とは補充用整流弁が介装される補充管により接続される。
【０００６】
インクは次のように循環する。インク供給タンクから供給されるインクは、回復ポンプにより第一循環管に圧送され、記録ヘッドの共通液室に流入し、一部は記録ヘッドの動作とともに吐出され、残りは第二循環管を介してインク供給タンクに戻される。メインタンクと第一循環管の間には補充用整流弁が介装され、第一循環管からメインタンクにはインクが流れない。そして、インク供給タンクのインクが消費されると、回復ポンプの送液方向が反転し、メインタンクから第一循環管にインクが吸引され、回復ポンプを介してインク供給タンクへ補充される。
【０００７】
図１２は、特許文献３に記載されるインクジェット記録装置のインク流路を表す。特許文献３には、インクジェットヘッド１１１の吐出口１２０のインクが増粘したときに、これを回復させる動作及び構成が記載されている。インク流路は、インク循環ポンプ１１３、チューブ１１７ｂ、ジョイント１１７Ｃ、チューブ１１７ａ、インクジェットヘッド１１１の共通液室１１２、及び、回収チューブ１１６により循環路が形成される。更に、主インクタンク１１５から供給されるインクを、チューブ１１９を介し、インク供給ポンプ１１４によりジョイント１１７Ｃに圧送して、循環路に供給可能に構成されている。
【０００８】
吐出口１２０のインクが増粘したときは、インク循環ポンプ１１３を動作させて増粘したインクを回収チューブ１１６から回収するとともに、インク供給ポンプ１１４を動作させて循環路にインクを供給し、吐出口１２０からインクを排出させる。これにより、少ない排出インク量で確実に回復動作を行う、というものである。
【０００９】
図１３は、特許文献４に記載されるインクジェット方式による液体噴射ヘッドの模式図である。インクとして紫外線硬化型が使用される。ヘッド部１０１は加熱手段１０４により所定の温度まで加熱され、ヘッド部１０１内のインクは加熱されて粘度が低下し、粘度の低下したインクがヘッド部１０１から吐出される。ヘッド部１０１から排出されるインクは第二流路１０６を経由してポンプ１０７により冷却手段１１０、接続部１０９及び第一流路１０３を介して加熱手段１０４の上流側に流通する。弁１０８を閉じた状態でポンプ１０７を作動させればヘッド部１０１内をインクが循環する。ポンプ１０７の停止時に弁１０８を開けることにより、インクタンク１０２から第一流路１０３を介してヘッド部１０１に水頭差によりインクが供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−３３００７３号公報
【特許文献２】特開平６−１８３０２４号公報
【特許文献３】特開平９−１０４１２０号公報
【特許文献４】特開２００３−１８２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に記載されるインクの循環系では、インクタンクの近くに設置されるポンプから往路のインクチューブを介して記録ヘッドユニットにインクが送液され、記録ヘッドユニットから復路のインクチューブを介してインクタンクにインクが回収される。そのため、インクタンクに対して往路と復路のインクチューブの接続が必要となり、組み立てに手間がかかる。また、往路と復路のインクチューブが長くなる。また、記録ヘッドユニットが可動する場合に、インクチューブが長いとインクの慣性に伴う圧力変動が発生しやすく、吐出口の圧力制御が難しくなる。
【００１２】
特許文献２に記載のインク循環路では、インク循環路に設置されるインク供給タンクにインクを補充する際には、インクの循環を停止させ、回復ポンプによりインクの循環方向とは逆方向に送液してメインタンクからインク供給タンクにインクを補充する必要がある。つまり、記録ヘッドから吐出動作を行いながら循環路にインクを補充することができない。
【００１３】
特許文献３に記載のインクジェット記録装置では、インク循環ポンプ１１３の他にインク供給ポンプ１１４を必要とし、ポンプ数が増加する。また、特許文献４に記載のインクジェット方式による液体噴射ヘッドでは、ヘッド部１０１とインクタンク１０２のインク面の間の位置水頭差に基づいてインクが供給されるので、任意の場所にインクタンク１０２を設置することができず、ヘッド部１０１とインクタンク１０２の設置位置が限定されて不便である。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体噴射ヘッドと液体タンクの間の接続構造を簡単化した液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の液体噴射ユニットは、液体が循環する循環路と、流入口と流出口を有し、前記流入口と前記流出口の間の流路が前記循環路の一部をなし、前記流路に連通するノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドと、前記循環路に挿入され、前記循環路の液体を循環させる液体ポンプと、前記循環路に接続され、前記循環路に液体を供給する供給路と、前記循環路の液体の圧力を検出し、圧力情報を生成する圧力センサーと、を備え、前記液体ポンプは、前記圧力情報に基づいて送液量を変化させて前記ノズルの液体を所定圧に維持するとともに前記供給路から前記循環路に液体を引き込むこととした。
【００１６】
また、前記流出口と前記液体ポンプの間の前記循環路に前記供給路が接続されることとした。
【００１７】
また、前記流出口近傍から前記供給路が接続される接続点までの前記循環路の流路抵抗は、前記液体ポンプから前記流入口までの前記循環路の流路抵抗よりも大きいこととした。
【００１８】
また、循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部を備え、前記流入口と前記流出口の間の前記流路に前記流量制限部が設置されることとした。
【００１９】
また、循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部を備え、前記液体ポンプと前記流出口の間の前記循環路に前記流量制限部が設置され、前記流量制限部と前記液体ポンプの間の前記循環路に前記供給路が接続されることとした。
【００２０】
また、他の液体噴射ヘッドを有し、前記他の液体噴射ヘッドは、前記流入口と前記液体ポンプの間の前記循環路から液体を流入し、前記流出口と前記流量制限部の間の前記循環路に液体を流出することとした。
【００２１】
また、前記流入口と前記流出口の間の前記流路の流出口近傍に前記供給路が接続されることとした。
【００２２】
また、循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部を備え、前記流入口と前記流出口の間の前記流路の流出口近傍に前記流量制限部が設置されることとした。
【００２３】
また、前記流量制限部と前記流出口の間の前記流路に前記供給路が接続されることとした。
【００２４】
また、前記供給路から供給される液体は前記ノズルの液体よりも圧力水頭が低いこととした。
【００２５】
また、前記液体ポンプと前記流入口の間の前記循環路に前記供給路が接続されることとした。
【００２６】
また、前記流入口近傍から前記供給路が接続される接続点までの前記循環路の流路抵抗は、前記流出口から前記液体ポンプまでの前記循環路の流路抵抗よりも大きいこととした。
【００２７】
また、循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部を備え、前記液体ポンプと前記流入口の間の前記循環路に前記流量制限部が設置され、前記液体ポンプと前記流量制限部の間の前記循環路に前記供給路が接続されることとした。
【００２８】
また、他の液体噴射ヘッドを有し、前記他の液体噴射ヘッドは、前記流入口と前記流量制限部の間の前記循環路から液体を流入し、前記流出口と前記液体ポンプの間の前記循環路に液体を流出することとした。
【００２９】
また、前記供給路から供給される液体は前記ノズルの液体よりも圧力水頭が高いこととした。
【００３０】
また、前記圧力センサーは、前記流入口又は前記流出口に近接する前記循環路に設置されることとした。
また、液体の圧力変動を緩和させるダンパーを備え、前記圧力センサーは前記ダンパーに設置されることとした。
【００３１】
また、前記流量制限部は、圧力損失量を変更可能なバルブからなることとした。
【００３２】
また、前記供給路と前記循環路とは三方弁を介して接続され、前記三方弁は、三方連通状態と、前記循環路の一方と前記供給路が連通し前記循環路の他方が閉止される二方連通状態とを切り替え可能とすることとした。
【００３３】
本発明の液体噴射ユニットは、液体が循環する循環路と、前記循環路に連通するノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドと、前記循環路の液体を循環させる液体ポンプと、前記循環路に液体を供給する供給路と、前記循環路を循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部と、前記循環路の液体の圧力に応じて圧力情報を生成する圧力センサーと、を備え、前記循環路は前記液体ポンプと前記流量制限部の間を並列に連通する第一流路と第二流路を含み、前記第一流路に前記液体噴射ヘッドと前記圧力センサーが設置され、前記第二流路に前記供給路が接続されることとした。
【００３４】
また、前記液体ポンプは、前記第二流路から入液し前記第一流路に送液し、前記供給路の液体は前記ノズルの液体よりも圧力水頭が低いこととした。
【００３５】
また、前記液体ポンプは、前前記第一流路から入液し前記第二流路に送液し、前記供給路の液体は前記ノズルの液体よりも圧力水頭が高いこととした。
【００３６】
本発明の液体噴射装置は、上記いずれかに記載の液体噴射ユニットと、前記供給路に液体を供給する液体タンクと、前記液体噴射ユニットと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、を備えることとした。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の液体噴射ユニットは、液体が循環する循環路と、流入口と流出口を有し、流入口と流出口の間の流路が循環路の一部をなし、流路に連通するノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドと、循環路に挿入され、循環路の液体を循環させる液体ポンプと、循環路に接続され、循環路に液体を供給する供給路と、循環路の液体の圧力を検出し、圧力情報を生成する圧力センサーと、を備える。液体ポンプは、圧力情報に基づいて送液量を変化させてノズルの液体を所定圧に維持するとともに供給路から循環路に液体を引き込む。これにより、液体を循環させる循環路及びこの循環路に液体を供給する供給路の構成が簡単化し、かつ、供給路から循環路に供給する液体の許容される圧力水頭の範囲が拡大する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ユニットの構成を表す模式図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ユニットの構成を表す模式図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ユニットの構成を表す模式図である。
【図４】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ユニットの構成を表す模式図である。
【図５】本発明の第五実施形態に係る液体噴射ユニットの構成を表す模式図である。
【図６】本発明の第六実施形態に係る液体噴射ユニットの構成を表す模式図である。
【図７】本発明の第七実施形態に係る液体噴射ユニットの構成を表す模式図である。
【図８】本発明の第八実施形態に係る液体噴射ユニットの構成を表す模式図である。
【図９】本発明の第九実施形態に係る液体噴射ユニットの構成を表す模式図である。
【図１０】本発明に係る液体噴射ユニットの第二の態様を表す概念図である。
【図１１】本発明の第十実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図１２】従来公知のインクジェット記録装置のインク流路を表す。
【図１３】従来公知のインクジェット方式による液体噴射ヘッドの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
＜第一の態様＞
本発明の第一の態様に係る液体噴射ユニットは、液体が循環する循環路と、循環路に挿入される液体噴射ヘッドと、液体を循環させる液体ポンプと、循環路に液体を供給する供給路と、循環路の液体の圧力情報を生成する圧力センサーと、を備える。液体噴射ヘッドは、液体の流入口と流出口を有し、流入口と流出口の間の流路が循環路の一部をなし、流路に連通するノズルから液体を吐出する。液体ポンプは、圧力情報に基づいて送液量を変化させてノズルの液体を所定圧に維持するとともに供給路から循環路に液体を引き込む。
【００４０】
つまり、循環路に設置される液体ポンプは、循環路の液体を循環させるとともに、供給路から循環路に液体を供給する。より具体的には、液体噴射ヘッドのノズルから液体が吐出されると循環路内の液量が減少する。圧力センサーは液量の減少を液体の圧力低下として捉え、圧力情報を生成する。この圧力情報に基づいて、液体ポンプは、送液量を増加又は減少させて、供給路から循環路に液体を供給し、低下した圧力を回復させてノズルに形成されるメニスカスを一定形状に維持する。例えば、供給路から供給される液体がノズルの液体よりも圧力水頭が低い場合、つまりノズルの液体に対して供給路の液体が負圧となる場合は、送液量を増加させることにより供給路から循環路に液体を引き込む。供給路から供給される液体がノズルの液体よりも圧力水頭が高い場合、つまりノズルの液体に対して供給路の液体が正圧となる場合は、送液量を減少させることにより供給路から循環路に液体を引き込む。
【００４１】
これにより、一台の液体ポンプを使用して、液体噴射ヘッドに液体を循環させるとともに、ノズルから吐出された分の液体を供給路から循環路に随時供給する。また、液体タンクから循環路に液体を供給する場合に、ノズルと液体タンク間の位置水頭差により行う場合と比較して、ノズルとタンク間の位置を厳密に制御する必要がない。例えば、液体タンクから供給路を介して循環路に液体を供給する場合に、液体タンクが液体噴射ヘッドのノズルよりも高い位置にあるか低い位置にあるかを区別する程度でよく、ノズルと液体タンクとの高低差を厳密に制御する必要がない。液体タンクがノズルよりも高い位置にある場合、液体タンクの許容できる最高の高さを超えなければ循環路に液体を供給することができる。同様に、液体タンクがノズルよりも低い位置にある場合、液体タンクの許容できる最低の高さを下回らなければ循環路に液体を供給することができる。これを供給路の液体とノズルの液体の圧力に置き換えると、供給路の液体がノズルの液体よりも圧力水頭が高い場合に、圧力水頭の許容できる最高値を超えなければ供給路から循環路に液体の供給が可能である。また、供給路の液体がノズルの液体よりも圧力水頭が低い場合に、圧力水頭の許容できる最低値を下回らなければ、供給路から循環路に液体の供給が可能である。ここで、圧力水頭の許容できる最高値や最低値は、主に液体ポンプの送液能力により定まる。従って、所定の送液能力を有する液体ポンプを使用することにより、供給可能な液体の圧力水頭の範囲を十分に広く設定することができる。
【００４２】
このように、液体循環型の液体噴射ユニットに供給路を介して液体を供給すればよいので構成が簡単であり、かつ、供給路から供給される液体の圧力水頭の制御が大幅に緩和される。言いかえると、汎用性のある液体噴射ユニットを構成することができる。例えば、液体噴射ユニットを液体噴射装置に設置する際に、液体タンクとは一本の供給路により接続すればよい。また、液体タンクと液体噴射ヘッドのノズルとの間の位置は液体噴射装置ごとに異なる場合が多いが、本発明の液体噴射ユニットは、供給路の液体の圧力水頭を厳密に制御する必要がないので異なる液体噴射装置に容易に設置することができる。以下、本発明について実施形態に基づいて具体的に説明する。
【００４３】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係る液体噴射ユニット１の構成を表す模式図である。液体噴射ユニット１は、液体が循環する循環路Ｊと、ノズルＮから液体を噴射する液体噴射ヘッドＨと、循環路Ｊの液体を循環させる液体ポンプＰと、循環路Ｊの液体の圧力に応じて圧力情報を生成する圧力センサーＳと、循環路Ｊに液体を供給する供給路Ｋとを備える。ここで、液体噴射ヘッドＨは、流入口２と流出口３を有し、流入口２と流出口３の間の内部流路４が循環路の一部を成し、内部流路４に連通するノズルＮから液体を吐出する。供給路Ｋの液体はノズルＮの液体よりも圧力水頭が低い。つまり、供給路Ｋは、一端が流出口３と液体ポンプＰの間の循環路Ｊ２に接続され、他端が液体噴射装置側に設置される液体タンクＴに接続される。液体タンクＴはノズルＮよりも重力方向ｇの下方に位置する。圧力センサーＳは流入口２近傍の循環路Ｊ１に設置される。（なお、循環路を総称するときは循環路Ｊと記し、液体ポンプＰと流入口２の間を循環路Ｊ１、流出口３と液体ポンプＰの間を循環路Ｊ２と記す。）
【００４４】
液体ポンプＰから圧送される液体は、循環路Ｊ１、内部流路４及び循環路Ｊ２を循環する。液体ポンプＰは、圧力センサーＳの圧力情報に基づいて、制御部Ｃにより送液量が制御される。例えば、液体噴射ヘッドＨのノズルＮから液滴が吐出されないときは、液体ポンプＰは、圧力センサーＳの圧力情報に基づいて内部流路４の液体圧力が一定となるように送液が制御される。その結果、ノズルＮの液体が所定圧に維持され、その開口部に形成される液体のメニスカスは一定形状に維持される。そして、液体噴射ヘッドＨのノズルＮから液滴が吐出されると、流入口２近傍の液体の圧力が低下し、圧力センサーＳはこの圧力低下を検出して圧力情報を生成する。制御部Ｃは、この圧力情報に基づいて送液量が増加するように液体ポンプＰを制御する。これにより、内部流路４の液体の圧力は上昇し、同時に循環路Ｊ２の液体の圧力が低下して供給路Ｋから液体を引き込み、吐出された液量が補充される。
【００４５】
一般に、液体噴射ヘッドの内部流路４には流路抵抗が存在する。そのため、循環路Ｊを液体が循環すると循環路Ｊ２の液体は循環路Ｊ１の液体よりも圧力が低下する圧力損失が発生する。この圧力損失を利用して供給路Ｋから循環路Ｊに液体を引き込むことができる。また、供給路Ｋが接続される循環路Ｊ２の接続点と流出口３の間の循環路Ｊ２には流路抵抗が存在し、この流路抵抗により循環路Ｊを循環する液体に圧力損失が発生する。この圧力損失を利用して供給路Ｋから循環路Ｊに液体を引き込むことができる。
【００４６】
例えば、流出口３近傍（流出口３近傍とは、最下流に位置するノズルＮに連通する内部流路の地点をいう。）と供給路Ｋの間の循環路Ｊ２の流路抵抗を大きくすることにより、圧力損失を増大させて供給路Ｋから液体を引き込む引込能力を向上させることができる。具体的には、流出口３近傍と供給路Ｋの間に圧力損失を生じさせる流量制限部を設けて流路抵抗を増加させる。また流出口３近傍と供給路Ｋの間の循環路Ｊ２の長さを循環路Ｊ１より長くする、また、流出口３近傍と供給路Ｋの間の循環路Ｊ２の流路断面を循環路Ｊ１の流路断面より小さくする、また、流出口３の流路断面を流入口２の流路断面よりも小さくする、等の方法を適用して、流出口３近傍と供給路Ｋの間の循環路Ｊ２の流路抵抗を循環路Ｊ１の流路抵抗よりも大きくすることができる。
【００４７】
液体ポンプはＰＺＴアクチュエータを使ったポンプでもよいし、チューブポンプを使用することもできる。ＰＺＴアクチュエータを使った液体噴射ヘッドの場合、同一チップ内にＰＺＴアクチュエータを使った液体ポンプを用いることもできる（以下のすべての実施形態において同様である。）圧力センサーＳは流入口２の近傍に設置することが望ましいが、内部流路４に設置してもよいし、流出口３の近傍に設置してもよい。供給路Ｋの液体はノズルＮの液体よりも圧力水頭を低く設定するが、圧力水頭の値を厳密に制御する必要はない。例えば、循環路Ｊ１に設置される圧力センサーＳが液体圧力の低下を検出すると、制御部Ｃは、この圧力情報に基づいて液体ポンプＰの送液量を増加させて供給路Ｋから液体を引き込み、内部流路４を所定圧力に維持する。また、圧力センサーＳが液体圧力の上昇を検出すると、制御部Ｃは、この圧力情報に基づいて液体ポンプＰの送液量を減少させて供給路Ｋから引き込む液体を制限し、内部流路４を所定圧力に維持する。
【００４８】
このように、循環路Ｊと液体タンクＴの間は一本の供給路Ｋを接続すればよく、循環路Ｊの液体の循環と液体タンクＴからの液体の供給を一台の液体ポンプＰにより行うことができるので、流路構造が極めて簡単となる。また、供給路Ｋから循環路Ｊに供給される液体の許容される圧力水頭の範囲が拡大する。
【００４９】
なお、上記第一実施形態では液体タンクＴがノズルＮよりも重力方向ｇの下方に位置する場合であるが、液体タンクＴがノズルＮよりも重力方向ｇの上方に位置する場合であっても本発明を構成することができる。即ち、図１に示す液体噴射ユニット１において、液体ポンプＰから送液する方向を逆転させ、液体噴射ヘッドＨが流出口３側から液体を流入し、流入口２側から液体を流出するように構成すればよい。供給路Ｋが接続される循環路Ｊ２の接続点と流出口３近傍（本例では液体流入側）の間の流路抵抗を利用する点は上記第一実施形態と同様である。具体的には、液体噴射ヘッドＨから液滴が吐出され、圧力センサーＳが液体の圧力低下を検出して圧力情報を生成すると、制御部Ｃは、この圧力情報に基づいて送液量が減少するように液体ポンプＰを制御する。これにより、内部流路４の液体の圧力は上昇し、同時に循環路Ｊ２の圧力が低下して供給路Ｋから循環路Ｊ２に液体が引き込まれる。
【００５０】
（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ユニット１の構成を表す模式図である。第一実施形態と異なる主な点は、流出口３と供給路Ｋの間に流量制限部Ｒが設置される点である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００５１】
図２に示すように、液体噴射ユニット１は、液体が循環する循環路Ｊと、ノズルＮから液体を噴射する液体噴射ヘッドＨと、循環路Ｊの液体を循環させる液体ポンプＰと、循環路Ｊの液体の圧力に応じて圧力情報を生成する圧力センサーＳと、循環路Ｊに液体を供給する供給路Ｋと、循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部Ｒと、を備える。ここで、液体噴射ヘッドＨは、流入口２と流出口３を有し、流入口２と流出口３の間の内部流路４が循環路の一部を成し、内部流路４に連通するノズルＮから液体を吐出する。圧力センサーＳは流入口２近傍の循環路Ｊ１に設置され、その内部の液体圧力に基づいて圧力情報を生成する。流量制限部Ｒは流出口３と液体ポンプＰの間の循環路Ｊ２に設置され、供給路Ｋは流量制限部Ｒと液体ポンプＰの間の循環路Ｊ２に接続される。供給路Ｋは、一端が循環路Ｊ２に接続され、他端が装置の本体側の液体タンクＴに接続される。液体タンクＴはノズルＮよりも重力方向ｇの高さｘ１下方に位置する。従って、供給路Ｋの液体はノズルＮの液体よりも圧力水頭が高さｘ１に相当する分低くなる。
【００５２】
液体ポンプＰから圧送される液体は、循環路Ｊ１、内部流路４及び循環路Ｊ２を循環する。循環路Ｊ２には流量制限部Ｒが設置されるので流路抵抗が増加し、液体が循環するとき、流量制限部Ｒの下流側の液体（液体ポンプＰ側の循環路Ｊ２の液体）は、上流側の液体（液体噴射ヘッドＨ側の循環路Ｊ２の液体）よりも圧力が低下する。液体が循環しているときは、液体噴射ヘッドＨの内部流路４の液体圧力は、供給路Ｋが接続される循環路Ｊ２の液体圧力よりも高い。液体ポンプＰは圧力センサーＳの圧力情報に基づいてノズルＮの液体が所定圧となるように送液量が制御され、液体ポンプＰの送液量に応じて供給路Ｋから循環路Ｊ２に液体が引き込まれる。つまり、液体ポンプＰは、圧力情報に基づいて送液量を変化させてノズルＮの液体を所定圧に維持するとともに供給路Ｋから循環路Ｊ２に液体を引き込む。
【００５３】
例えば、液体噴射ヘッドＨのノズルＮから液滴が吐出されないときは、液体ポンプＰは、圧力センサーＳの圧力情報に基づいて内部流路４の液体圧力が一定となるように送液量が制御される。その結果、ノズルＮの液体が所定圧に維持され、その開口部に形成される液体のメニスカスが一定形状に維持される。そして、液体噴射ヘッドＨのノズルＮから液滴が吐出されると、内部流路４の液体の圧力が低下し、圧力センサーＳはこの圧力低下を検出して圧力情報を生成する。図示しない制御部は、この圧力情報に基づいて送液量を増加させるように液体ポンプＰを制御する。これにより、内部流路４の液体の圧力は上昇し、同時に流量制限部Ｒの下流側の液体（流量制限部Ｒと液体ポンプＰの間の循環路Ｊ２の液体）の圧力が低下する。流量制限部Ｒの下流側の液体の圧力（圧力水頭）が供給路Ｋの液体の圧力（圧力水頭）よりも低下すると、液体タンクＴから循環路Ｊ２に供給路Ｋを介して液体が引き込まれ、吐出された液量が補充される。
【００５４】
液体ポンプＰはＰＺＴアクチュエータを使ったポンプやチューブポンプを使用することができる。圧力センサーＳは流入口２の近傍に設置するのが望ましいが、内部流路４に設置してもよいし、流出口３と流量制限部Ｒの間の循環路Ｊ２に設置してもよい。また、供給路Ｋから供給される液体はノズルＮの液体よりも圧力水頭が低ければよい。つまり、液体タンクＴの位置はノズルＮの位置よりも重力方向ｇの下方であればよい。このように、循環路Ｊと液体タンクＴとは少なくとも一本の供給路Ｋにより接続し、一台の液体ポンプＰにより液体の循環と液体の供給を行うことができるので、構造が極めて簡単となる。また、供給路Ｋから循環路Ｊに供給される液体の許容される圧力水頭の範囲が拡大する。つまり、ノズルＮと液体タンクＴの間の高低差の制限が大幅に緩和される。
【００５５】
なお、流量制限部Ｒは、流路断面積が可変のバルブを使用することができる。流路断面積を可変とすることにより、循環させる液体量を調整することができる。また、ノズルＮの液体と供給路Ｋの液体との間の圧力水頭差に応じて流路断面積を調節し、液体噴射ユニット１を最適状態に容易に設定することができる。
【００５６】
また、流量制限部Ｒは、流れを遮断する閉止機能付きのバルブを使用することができる。流量制限部Ｒを閉止機能付きのバルブとすれば、液体噴射ユニット１を再稼働するときに液体タンクＴから液体を容易に引き上げることができる。即ち、液体噴射ユニット１の停止時に流量制限部Ｒの内部流路が開放されると、開口するノズルＮと液体タンクＴの間の高低差により、循環路Ｊの液体は液体タンクＴに戻される。言いかえると、供給路Ｋの液体はノズルＮの液体よりも圧力水頭が低いのでノズルＮ及び循環路Ｊの液体は液体タンクＴ側に抜き取られる。そして、液体噴射ユニット１を再稼働すると液体ポンプＰが駆動する。しかし、流量制限部Ｒの流路が開放しているので、液体ポンプＰはノズルＮから内部流路４、循環路Ｊ２を介して空気を引き、液体タンクＴから液体を引き上げることができなくなる。そこで、液体噴射ユニット１の停止時に、或いは液体噴射ユニット１の再稼働時に流量制限部Ｒの流路を閉止する。これにより、液体噴射ユニット１の稼働の際に流量制限部Ｒが閉止するので、供給路Ｋを介して液体タンクＴから液体を引き上げることができる。
【００５７】
（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ユニット１の構成を表す模式図である。第二実施形態と異なる点は、流量制限部Ｒが液体噴射ヘッドＨの内部の内部流路４に設置される点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。従って、以下、第二実施形態と異なる点について説明し、同一の部分については説明を省略する。
【００５８】
図３に示すように、流量制限部Ｒは流入口２と流出口３の間の内部流路４、特に流出口３近傍の内部流路４に設置される。その他の構成は第二実施形態と同様である。流量制限部Ｒとして閉止機能付きのバルブを使用することにより、第二実施形態にない効果を奏することができる。第二実施形態において既に説明したように、流量制限部Ｒに閉止機能を付加することにより、液体噴射ユニット１の再稼働時に液体タンクＴから液体を容易に引き上げることができる。
【００５９】
本実施形態では、上記効果に加えて、液体噴射ユニット１の再稼働時に内部流路４に気泡が残らないように液体を充填することができる。すなわち、液体噴射ユニット１の停止時に流量制限部Ｒの流路を閉止する。液体噴射ユニット１の停止時に液体ポンプＰの内部流路が開放し、液体噴射ヘッドＨの内部流路４から循環路Ｊ１を介して液体が液体タンクＴに戻される。しかし、流量制限部Ｒが閉止するので流量制限部Ｒと供給路Ｋの間の循環路Ｊ２には液体が残る。そして、液体噴射ユニット１の再稼働時に液体ポンプＰが作動し、液体は、液体タンクＴから供給路Ｋ及び循環路Ｊ２を介して引き上げられ、液体噴射ヘッドＨの内部流路４に気泡が残らないようにして充填される。その他の作用効果は第二実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００６０】
（第四実施形態）
図４は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ユニット１の構成を表す模式図である。第三実施形態と異なる点は、供給路Ｋは流量制限部Ｒと流出口３の間の内部流路４に接続される点であり、その他の構成は第三実施形態と同様である。従って、以下、第三実施形態と異なる点について説明し、同一の部分については説明を省略する。
【００６１】
図４に示すように、供給路Ｋは流量制限部Ｒと流出口３の間の内部流路４に接続される。流量制限部Ｒが流出口３近傍に設置されるので、供給路Ｋと流出口３近傍に設置される。その他の構成は第三実施形態と同様である。流量制限部Ｒとして閉止機能付きバルブを使用することにより、第三実施形態にない効果を奏することができる。第三実施形態において既に説明したように、液体噴射ユニット１の停止時又は再稼働時に流量制限部Ｒの内部流路を閉止することにより、液体噴射ユニット１の再稼働時に内部流路４に気泡を残すことなく液体を充填することができる。
【００６２】
本実施形態では、上記効果に加えて、液体噴射ユニット１の停止時に内部流路４、循環路Ｊ１及び循環路Ｊ２から液体を引き抜くことができる。まず、液体噴射ユニット１の停止後に流量制限部Ｒの流路を閉止する。液体噴射ユニット１の停止時に液体ポンプＰの内部流路が開放される場合は、供給路Ｋの液体はノズルＮの液体よりも圧力水頭が低いので、液体は、内部流路４、循環路Ｊ１、液体ポンプＰ及び循環路Ｊ２から供給路Ｋ側に引き抜かれる。そのため、液体噴射ユニット１には液体が残らない。
【００６３】
液体噴射ユニット１を再稼働すると液体ポンプＰが作動し、液体は供給路Ｋから循環路Ｊ２、液体ポンプＰ、循環路Ｊ１を介して内部流路４に充填される。これにより、液体噴射ユニット１の停止時には液体噴射ユニット１内の液体が液体タンクＴ側に戻され、液体噴射ユニット１の再稼働時には液体噴射ヘッドＨの内部流路４に気泡を残すことなく充填することができる。その他の作用効果は第三及び第二実施形態と同様なので説明を省略する。
【００６４】
（第五実施形態）
図５は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射ユニット１の構成を表す模式図である。第二実施形態と異なる点は、複数の液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４を含む点である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００６５】
液体噴射ユニット１は、循環路Ｊと、複数の液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４と、循環路Ｊに液体を供給する供給路Ｋと、循環路Ｊの液体の圧力応じて圧力情報を生成する圧力センサーＳと、循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部Ｒと、を備える。ここで、液体噴射ヘッドＨ１は、流入口２と流出口３を有し、流入口２と流出口３の間の内部流路４が循環路Ｊの一部を成し、内部流路４に連通するノズルＮから液体を吐出する。他の液体噴射ヘッドＨ２〜Ｈ４も液体噴射ヘッドＨ１と同じ構造を有する。
【００６６】
循環路Ｊ１は、一端が液体ポンプＰの送液側に接続し、途中で分岐して他端が各液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４の流入口２に接続する。循環路Ｊ２は、一端が各液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４の流出口３に接続し、途中で合流して他端が液体ポンプＰの入液側に接続する。圧力センサーＳは液体噴射ヘッドＨ１の流入口２の近傍の循環路Ｊ１に設置される。流量制限部Ｒは液体ポンプＰと各液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４の流出側の循環路Ｊ２が合流する合流点との間に設置される。供給路Ｋは流量制限部Ｒと液体ポンプＰの間の循環路Ｊ２に接続される。つまり、液体ポンプＰ、循環路Ｊ１、液体噴射ヘッドＨ１及び循環路Ｊ２の循環路Ｊにおいて、流量制限部Ｒは液体ポンプＰと液体噴射ヘッドＨ１の流出口３の間の循環路Ｊ２に設置され、供給路Ｋは流量制限部Ｒと液体ポンプＰの間の循環路Ｊ２に接続され、圧力センサーＳは液体噴射ヘッドＨ１の流入口２近傍の循環路Ｊ１に設置される。そして、液体噴射ヘッドＨ２〜Ｈ４は、液体噴射ヘッドＨ１の流入口２と液体ポンプＰの間の循環路Ｊ１から液体を流入し、液体噴射ヘッドＨ１の流出口３と流量制限部Ｒの間の循環路Ｊ２に液体を流出する。
【００６７】
ここで、供給路Ｋの液体は液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４のいずれのノズルＮの液体よりも圧力水頭が低い。つまり、供給路Ｋの一端が循環路Ｊ２に接続され、他端が液体噴射装置側に設置される液体タンクＴに接続される場合に、液体タンクＴは液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４のいずれかのノズルＮよりも重力方向ｇの下方に位置する。
【００６８】
液体ポンプＰから圧送される液体は、循環路Ｊ１、各液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４の内部流路４、循環路Ｊ２を循環する。いずれかの液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４のノズルＮから液体が吐出されると液体噴射ヘッドＨ１の流入口２近傍の液体圧力が低下し、圧力センサーＳはこの圧力低下を検出して圧力情報を生成する。図示しない制御部は、この圧力情報に基づいて送液量が増加するように液体ポンプＰを制御する。これにより内部流路４の液体圧力（つまりノズルＮの液体圧力）が上昇し、同時に循環路Ｊ２の液体の圧力が低下して供給路Ｋから循環路Ｊ２に液体が引き込まれる。
【００６９】
このように、複数の液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４が同じ液体を吐出する場合は、液体噴射ユニット１と装置側の液体タンクＴの間を一本の供給路Ｋを使用し、一台の液体ポンプＰにより液体の循環及び供給が可能となるので、構造が極めて簡単となる。また、ノズルＮと供給路Ｋの間の圧力水頭差の制限が緩和されるので、液体タンクＴの設置条件が異なる液体噴射装置に容易に設置することが可能となる。なお、液体噴射ヘッドＨは４台に限られず、更に少数又は多数設置することができる。
【００７０】
（第六実施形態）
図６は、本発明の第六実施形態に係る液体噴射ユニット１の構成を表す模式図である。第一〜第五実施形態と異なる点は、流量制限部Ｒが液体ポンプＰの送液側に設置される点である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００７１】
図６に示すように、液体噴射ユニット１は、液体が循環する循環路Ｊと、ノズルＮから液体を噴射する液体噴射ヘッドＨと、循環路Ｊの液体を循環させる液体ポンプＰと、循環路Ｊの液体の圧力に応じて圧力情報を生成する圧力センサーＳと、循環路Ｊに液体を供給する供給路Ｋと、循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部Ｒと、を備える。ここで、液体噴射ヘッドＨは、流入口２と流出口３を有し、流入口２と流出口３の間の内部流路４が循環路の一部を成し、内部流路４に連通するノズルＮから液体を吐出する。圧力センサーＳは流入口２近傍の循環路Ｊ１に設置され、その内部の液体圧力に基づいて圧力情報を生成する。流量制限部Ｒは液体ポンプＰと流入口２の間の循環路Ｊ１に設置され、供給路Ｋは流量制限部Ｒと液体ポンプＰの間の循環路Ｊ１に接続される。ここで、供給路Ｋの液体はノズルＮの液体よりも圧力水頭が高い。例えば、供給路Ｋは、一端が循環路Ｊ１に接続され、他端が液体噴射装置側に設置される液体タンクＴに接続される。この場合、液体タンクＴはノズルＮよりも重力方向ｇの高さｘ２上方に位置する。従って、供給路Ｋの液体はノズルＮの液体よりも圧力水頭が高さｘ２に相当する分高くなる。
【００７２】
液体ポンプＰから送圧される液体は、循環路Ｊ１、内部流路４及び循環路Ｊ２を循環する。循環路Ｊ１には流量制限部Ｒが設置されるので流路抵抗が増加し、液体が循環するとき、流量制限部Ｒの上流側の液体（液体ポンプＰ側の循環路Ｊ１の液体）は、下流側の液体（流入口２側の循環路Ｊ１の液体）よりも圧力が上昇する。液体が循環しているときは、供給路Ｋが接続される循環路Ｊ１の液体圧力は、液体噴射ヘッドＨの内部流路４の液体圧力よりも高い。液体ポンプＰは圧力センサーＳの圧力情報に基づいてノズルＮの液体が所定圧となるように送液量が制御され、液体ポンプＰの送液量に応じて供給路Ｋから循環路Ｊ１に液体が引き込まれる。つまり、液体ポンプＰは、圧力情報に基づいて送液量を変化させてノズルＮの液体を所定圧に維持するとともに供給路Ｋから循環路Ｊ１に液体を引き込む。
【００７３】
例えば、液体噴射ヘッドＨのノズルＮから液滴が吐出されないときは、液体ポンプＰは、圧力センサーＳの圧力情報に基づいて内部流路４の液体圧力（つまりノズルＮの液体圧力）が一定となるように送液量が制御される。その結果、ノズルＮの開口部に形成される液体のメニスカスが一定形状に維持される。そして、液体噴射ヘッドＨのノズルＮから液滴が吐出されると、内部流路４の液体の圧力が低下し、圧力センサーＳはこの圧力低下を検出して圧力情報を生成する。図示しない制御部は、この圧力情報に基づいて液体ポンプＰの送液量を減少させるように制御する。これにより、循環路Ｊ２を介して内部流路４から液体を吸引する吸引量が減少し、内部流路４の液体圧力は上昇する。同時に、供給路Ｋが接続される循環路Ｊ１の液体圧力は低下する。循環路Ｊ１の液体の圧力が供給路Ｋの液体の圧力よりも低下すると、液体タンクＴから循環路Ｊ１に供給路Ｋを介して液体が引き込まれ、吐出された液量が補充される。
【００７４】
液体ポンプＰはＰＺＴアクチュエータを使ったポンプやチューブポンプを使用することができる。圧力センサーＳは流入口２の近傍に設置するのが望ましいが、内部流路４に設置してもよいし、流出口３と液体ポンプＰの間に設置してよい。供給路Ｋから供給される液体はノズルＮの液体よりも圧力水頭が高ければよい。つまり、液体タンクＴの位置はノズルＮの位置よりも重力方向ｇの上方であればよい。このように、循環路Ｊと液体タンクＴとは少なくとも一本の供給路Ｋにより接続し、一台の液体ポンプＰにより液体の循環と液体の供給を行うことができるので、構造が極めて簡単となる。また、供給路Ｋから循環路Ｊに供給される液体の許容される圧力水頭の範囲が拡大する。つまり、ノズルＮと液体タンクＴの間の高低差の制限が大幅に緩和される。
【００７５】
流量制限部Ｒとして、液体の流れを遮断する閉止機能付きのバルブを使用することができる。液体ポンプＰとして送液を停止したときにその内部流路が閉止されるものを使用すれば、液体噴射ユニット１を停止させ流量制限部Ｒを閉止状態とすることにより、液体タンクＴ内の液体がノズルＮから漏れ出すことを防止することができる。また、流量制限部Ｒとして流路断面積が可変のバルブを使用することができる。流量制限部Ｒの流路断面積を可変とすれば、供給路Ｋの液体とノズルＮの液体の圧力水頭差が異なる場合でも液体噴射ユニット１を最適状態に容易に設定することができる。
【００７６】
（第七実施形態）
図７は、本発明の第七実施形態に係る液体噴射ユニット１の構成を表す模式図である。第六実施形態と異なる点は、複数の液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４を含む点である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００７７】
液体噴射ユニット１は、循環路Ｊと、複数の液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４と、循環路Ｊに液体を供給する供給路Ｋと、循環路Ｊの液体の圧力応じて圧力情報を生成する圧力センサーＳと、循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部Ｒと、を備える。ここで、液体噴射ヘッドＨ１は、流入口２と流出口３を有し、流入口２と流出口３の間の内部流路４が循環路Ｊの一部を成し、内部流路４に連通するノズルＮから液体を吐出する。他の液体噴射ヘッドＨ２〜Ｈ４も液体噴射ヘッドＨ１と同じ構造を有する。
【００７８】
循環路Ｊ１は、一端が液体ポンプＰの送液側に接続し、途中で分岐して他端が各液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４の流入口２に接続する。循環路Ｊ２は、一端が各液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４の流出口３に接続し、途中で合流して他端が液体ポンプＰの吸液側に接続する。圧力センサーＳは液体噴射ヘッドＨ１の流入口２の近傍の循環路Ｊ１に設置される。流量制限部Ｒは各液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４に流入する液体が分岐する分岐点と液体ポンプＰの間の循環路Ｊ１に接続される。供給路Ｋは、液体ポンプＰと流量制限部Ｒの間の循環路Ｊ１に接続される。そして、液体噴射ヘッドＨ２〜Ｈ４は、液体噴射ヘッドＨ１の流入口２と流量制限部Ｒの間の循環路Ｊ１から液体を流入し、液体噴射ヘッドＨ１の流出口３と液体ポンプＰの間の循環路Ｊ２に液体を流出する。
【００７９】
ここで、供給路Ｋの液体は液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４のいずれのノズルＮの液体よりも圧力水頭が高い。つまり、供給路Ｋの一端が循環路Ｊ１に接続され、他端が液体噴射装置側に設置される液体タンクＴに接続される場合に、液体タンクＴは液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４のいずれのノズルＮよりも重力方向ｇの上方に位置する。
【００８０】
液体ポンプＰから圧送される液体は、循環路Ｊ１、各液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４の内部流路４、循環路Ｊ２を循環する。いずれかの液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４のノズルＮから液体が吐出されると液体噴射ヘッドＨ１の流入口２近傍の液体圧力が低下し、圧力センサーＳはこの圧力低下を検出して圧力情報を生成する。図示しない制御部は、この圧力情報に基づいて送液量が減少するように液体ポンプＰを制御する。これにより内部流路４の液体圧力が上昇し、同時に循環路Ｊ１の液体圧力が低下して供給路Ｋから循環路Ｊ１に液体が引き込まれる。
【００８１】
このように、複数の液体噴射ヘッドＨ１〜Ｈ４が同じ液体を吐出する場合は、液体噴射ユニット１と装置側の液体タンクＴの間を一本の供給路Ｋを使用し、一台の液体ポンプＰにより液体の循環及び供給が可能となるので、構造が極めて簡単となる。また、ノズルＮと供給路Ｋの間の圧力水頭差の制限が緩和されるので、液体タンクＴの設置条件が異なる液体噴射装置に容易に設置することが可能となる。なお、液体噴射ヘッドＨは４台に限られず、更に少数又は多数設置することができる。
【００８２】
（第八実施形態）
図８は本発明の第八実施形態に係る液体噴射ユニット１の構成を表す模式図である。第二実施形態と異なる点は、循環路Ｊ２に供給路Ｋが接続される接続点に三方弁５を使用した点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。従って、以下、第二実施形態と異なる点について説明し、同一の構成については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００８３】
図８に示すように、供給路Ｋと循環路Ｊ２とは三方弁５を介して接続される。三方弁５は、三方連通状態であるＡ状態と、液体ポンプＰ側の循環路Ｊ２と供給路Ｋが連通する二方連通状態であるＢ状態とを切り替え可能とする。液体噴射ユニット１の稼働時は三方弁５を三方連通状態であるＡ状態とする。液体噴射ユニットの停止時は三方弁５をＢ状態とする。このとき、液体ポンプＰが停止状態でその内部流路が解放される場合は、内部流路４及び循環路Ｊ１の液体は液体タンクＴ側に戻される。三方弁５をＢ状態のままで液体噴射ユニット１を再稼働すれば、液体ポンプＰは供給路Ｋを介して液体タンクＴから液体を吸液することができる。また、液体ポンプＰが停止状態でその内部流路が閉止される場合は、液体噴射ユニット１の再稼働時に液体ポンプＰから循環路Ｊ１を通して内部流路４に液体を早期に充填することができる。第一、第三〜第五実施形態の液体噴射ユニット１に対しても循環路Ｊ２と供給路Ｋの接続部に上記と同様の三方弁５を適用することができる。
【００８４】
また、第六及び第七実施形態の循環路Ｊ１と供給路Ｋの接続部に上記と同様の三方弁５を適用することができる。液体噴射ユニット１が稼働時は三方弁５を三方連通状態であるＡ状態とする。液体噴射ユニット１の停止時は三方弁５を供給路Ｋと液体ポンプＰ側の循環路Ｊ１が連通するＢ状態とする。液体ポンプＰが停止状態でその内部流路が閉止される場合は、液体タンクＴから液体噴射ヘッドＨの内部流路４に液体が流れ込むのが防止される。
【００８５】
（第九実施形態）
図９は、本発明の第九実施形態に係る液体噴射ユニット１の構成を表す模式図である。第二実施形態と異なる点は、流入口２の近傍に設置される圧力センサーＳに代えてダンパー６が設置される点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。従って、以下、第二実施形態と異なる点について説明し、同一の構成については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００８６】
図９に示すように、循環路Ｊ１の流入口２近傍には循環路Ｊ１の液体の圧力変動を緩和させるダンパー６が設置され、圧力センサーＳはダンパー６に設置される。液体噴射ユニット１は被記録媒体に液滴を吐出して記録する際に移動する場合がある。循環路Ｊや供給路Ｋに内在する液体はその慣性により液体噴射ユニット１の移動に伴って圧力変動が発生する。ノズルＮから液滴を吐出する際にこの圧力変動がノズルＮ内の液体に伝達されると、吐出する液滴の吐出速度や形状が変化し、記録品質が損なわれる。そこで、流入口２近傍の循環路Ｊ１にダンパー６を設置し、慣性による圧力変動を緩衝させて記録品質を向上させる。また、液体ポンプＰが圧力変動を伴う脈動を発生する場合がある。また、圧力センサーＳの圧力情報に基づいて液体ポンプＰをオン・オフ駆動すると圧力変動が発生する場合がある。ダンパー６を使用することにより、このような脈動や圧力変動も低減することができる。ダンパー６に圧力センサーＳを設置したので、液体噴射ユニット１をコンパクトに構成することができる。
【００８７】
ダンパー６として、例えば、凹部が形成される筐体と、この凹部の開口を閉塞する可撓性膜と、可撓性膜の変位から圧力を検出する圧力センサーと、から構成することができる。凹部と可撓性膜により囲まれる液室に循環路Ｊ１の液体を循環させる。循環路Ｊ１の液体に慣性による圧力変動が生じたときはダンパー６の可撓性膜が伸縮して変位し、圧力変動を緩和させる。また、可撓性膜の変位を電気的、磁気的又は光学的に検出することにより、液室に充填される液体の圧力を検出することができる。
【００８８】
以上、第一〜第九実施形態において、圧力センサーＳを、液体噴射ヘッドＨの外部であり、流入口２近傍の循環路Ｊ１に設置した例を説明したが、本発明はこれに限定されず、液体噴射ヘッドＨの内部流路４に設置してもよいし、液体噴射ヘッドＨの外部であり、流出口３の循環路Ｊ２に設置してもよい。要するに、内部流路４の圧力が反映される場所であればよい。
【００８９】
また、供給路Ｋに対して液体タンクＴから液体が引き込まれる例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。供給路Ｋと液体タンクＴの間に他のポンプが介在し、当該他のポンプが液体を一定圧力で加圧し又は減圧する構成であってもよい。循環路Ｊに設置される液体ポンプＰの送液量が圧力センサーＳの圧力情報に基づいて制御され、この液体ポンプＰの送液量に応じて供給路Ｋから循環路Ｊに液体が引き込まれる場合は本発明の範囲に含まれる。
【００９０】
＜第二の態様＞
図１０は、本発明に係る液体噴射ユニット１の第二の態様を表す概念図である。液体噴射ユニット1は、液体が循環する循環路Ｊと、循環路Ｊに連通するノズルＮから液体を吐出する液体噴射ヘッドＨと、循環路Ｊの液体を循環させる液体ポンプＰと、循環路Ｊに液体を供給する供給路Ｋと、循環路Ｊを循環する液体に圧力損失を生じさせる流量制限部Ｒと、循環路Ｊの液体の圧力に応じて圧力情報を生成する圧力センサーＳとを備える。循環路Ｊは、液体ポンプＰと流量制限部Ｒの間を並列に連通する第一流路Ｊａと第二流路Ｊｂを含み、第一流路Ｊａに液体噴射ヘッドＨと圧力センサーＳが設置され、第二流路Ｊｂに供給路Ｋが接続される。
【００９１】
そして、供給路Ｋの液体がノズルＮの液体よりも圧力水頭が低い場合は、液体ポンプＰを第一流路Ｊａに送液し第二流路Ｊｂから入液するように設定する。また、供給路Ｋの液体がノズルＮの液体よりも圧力水頭が高い場合は、液体ポンプＰを第二流路Ｊｂに送液し第一流路Ｊａから入液するように設定する。つまり、供給路Ｋの圧力水頭に応じて液体ポンプの送液方向を選択すればよい。例えば、液体タンクＴから供給路Ｋに液体を供給する液体噴射装置に液体噴射ユニット１を装着する際に、液体タンクＴの位置がノズルＮの位置よりも重力方向ｇに対して高いか低いかに応じて液体ポンプＰの送液方向を設定すればよい。
【００９２】
このように、循環路Ｊと液体タンクＴとの間は一本の供給路Ｋを接続し、循環路Ｋの液体の循環と液体タンクＴからの液体の供給を一台の液体ポンプＰにより行い、かつ、液体タンクＴの位置に応じて液体ポンプＰの循環方向を選択すればよいので、単純な構成で汎用性のある液体噴射ユニット１を提供することができる。
【００９３】
なお、液体ポンプＰが第二流路Ｊｂから入液し第一流路Ｊａに送液し、供給路Ｋの液体がノズルＮの液体よりも圧力水頭が低い場合は、既に説明した第二〜第五実施形態、第八及び第九実施形態に該当する。また、液体ポンプＰが第一流路Ｊａから入液し第二流路Ｊｂに送液し、供給路Ｋの液体がノズルＮの液体よりも圧力水頭が高い場合は、既に説明した第六及び第七実施形態に該当する。従って、具体的な説明は省略する。
【００９４】
（第十実施形態）
図１１は本発明の第十実施形態に係る液体噴射装置１０の模式的な斜視図である。液体噴射装置１０は、液体噴射ユニット１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ユニット１、１’に液体を供給する供給路Ｋ、Ｋ’と、供給路Ｋ、Ｋ’に液体を供給する液体タンクＴ、Ｔ’とを備えている。各液体噴射ユニット１、１’は複数の液体噴射ヘッドＨを備え、各液体噴射ヘッドＨは複数のノズルから液滴を吐出する。液体噴射ユニット１、１’は既に説明した第一〜第九実施形態のいずれかを使用する。
【００９５】
液体噴射装置１０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を吐出する液体噴射ユニット１、１’と、液体噴射ユニット１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンクＴ、Ｔ’と、液体噴射ユニット１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０とを備えている。図示しない制御部は液体噴射ユニット１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。
【００９６】
一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９を備えている。
【００９７】
キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ユニット１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンクＴ、Ｔ’は対応する色の液体を貯留し、供給路Ｋ、Ｋ’を介して液体噴射ユニット１、１’に供給する。各液体噴射ユニット１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ユニット１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。
【００９８】
なお、本実施形態は、移動機構４０がキャリッジユニット４３と被記録媒体４４を移動させて記録する液体噴射装置１０であるが、これに代えて、キャリッジユニットを固定し、移動機構が被記録媒体を２次元的に移動させて記録する液体噴射装置であってもよい。つまり、移動機構は液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させるものであればよい。また、液体噴射ユニット１がキャリッジユニット４３に載置される場合について説明したが、これに代えて、供給路Ｋや液体ポンプＰが液体噴射装置１０側に固定され、可動部である液体噴射ヘッドＨが搭載されるキャリッジユニット４３とは循環路Ｊ１、Ｊ２を介して接続される構成であってもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１  液体噴射ユニット
２  流入口
３  流出口
４  内部流路
５  三方弁
６  ダンパー
１０  液体噴射装置
Ｈ  液体噴射ヘッド
Ｎ  ノズル
Ｐ  液体ポンプ
Ｒ  流量制限部
Ｔ  液体タンク
Ｓ  圧力センサー
Ｊ、Ｊ１、Ｊ２  循環路
Ｊａ  第一流路、Ｊｂ  第二流路
Ｋ  供給路
ｇ  重力方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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