(57)【要約】【課題】流入路および流出路を有する液体吐出装置を小型化できる技術を提供する。【解決手段】液体吐出装置は、第１ノズルに連通する第１液室と、第２ノズルに連通する第２液室と、前記第１液室の容積を変更して前記第１ノズルから前記液体を吐出させる第１容積変更部と、前記第２液室の容積を変更して前記第２ノズルから前記液体を吐出させる第２容積変更部と、前記第１液室に接続されている第１流入路と、前記第２液室に接続されている第２流入路と、前記第１液室に接続されている第１流出路と、前記第２液室に接続されている第２流出路と、前記第１流入路の流路抵抗を変化させる第１流入路抵抗変化部と、前記第２流入路の流路抵抗を変化させる第２流入路抵抗変化部と、前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部とに駆動力を付与する流入路側共通駆動部と、を備える。【選択図】図２
2018165006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１ノズルと第２ノズルを含む複数のノズルから液体を吐出する液体吐出装置であって、
前記第１ノズルに連通する第１液室と、
前記第２ノズルに連通する第２液室と、
前記第１液室の容積を変更して前記第１ノズルから前記液体を吐出させる第１容積変更部と、
前記第２液室の容積を変更して前記第２ノズルから前記液体を吐出させる第２容積変更部と、
前記第１液室に接続され、前記第１液室に前記液体を流入させる第１流入路と、
前記第２液室に接続され、前記第２液室に前記液体を流入させる第２流入路と、
前記第１液室に接続され、前記第１液室から前記液体を流出させる第１流出路と、
前記第２液室に接続され、前記第２液室から前記液体を流出させる第２流出路と、
前記第１流入路の流路抵抗を変化させる第１流入路抵抗変化部と、
前記第２流入路の流路抵抗を変化させる第２流入路抵抗変化部と、
前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部の両方に前記流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する流入路側共通駆動部と、
を備える、液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１記載の液体吐出装置であって、
前記第１流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記第１流入路の内壁面として構成されており、
前記第２流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記第２流入路の内壁面として構成されており、
前記流入路側共通駆動部は、前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部とに当接する連結部材を介して、前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部とを撓み変形させる外力を前記駆動力として付与して、前記第１流入路と前記第２流入路のそれぞれの前記流路抵抗を変化させる、液体吐出装置。
【請求項３】
少なくとも第１ノズルと第２ノズルを含む複数のノズルから液体を吐出する液体吐出装置であって、
前記第１ノズルに連通する第１液室と、
前記第２ノズルに連通する第２液室と、
前記第１液室の容積を変更して前記第１ノズルから前記液体を吐出させる第１容積変更部と、
前記第２液室の容積を変更して前記第２ノズルから前記液体を吐出させる第２容積変更部と、
前記第１液室に接続され、前記第１液室に前記液体を流入させる第１流入路と、
前記第２液室に接続され、前記第２液室に前記液体を流入させる第２流入路と、
前記第１液室に接続され、前記第１液室から前記液体を流出させる第１流出路と、
前記第２液室に接続され、前記第２液室から前記液体を流出させる第２流出路と、
前記第１流出路の流路抵抗を変化させる第１流出路抵抗変化部と、
前記第２流出路の流路抵抗を変化させる第２流出路抵抗変化部と、
前記第１流出路抵抗変化部と前記第２流出路抵抗変化部の両方に前記流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する流出路側共通駆動部と、
を備える、液体吐出装置。
【請求項４】
請求項３記載の液体吐出装置であって、
前記第１流出路抵抗変化部は、撓み変形する前記第１流出路の内壁面として構成されており、
前記第２流出路抵抗変化部は、撓み変形する前記第２流出路の内壁面として構成されており、
前記流出路側共通駆動部は、前記第１流出路抵抗変化部と前記第２流出路抵抗変化部とに当接する流出路側連結部材を介して、前記第１流出路抵抗変化部と前記第２流出路抵抗変化部とを撓み変形させる外力を前記駆動力として付与して、前記第１流出路と前記第２流出路のそれぞれの前記流路抵抗を変化させる、液体吐出装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載の液体吐出装置であって、さらに、
前記第１流入路の流路抵抗を変化させる第１流入路抵抗変化部と、
前記第２流入路の流路抵抗を変化させる第２流入路抵抗変化部と、
前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部の両方に前記流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する流入路側共通駆動部と、
を備える、液体吐出装置。
【請求項６】
請求項５記載の液体吐出装置であって、
前記第１流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記第１流入路の内壁面として構成されており、
前記第２流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記第２流入路の内壁面として構成されており、
前記流入路側共通駆動部は、前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部とに当接する流入路側連結部材を介して、前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部とを撓み変形させる外力を前記駆動力として付与して、前記第１流入路と前記第２流入路のそれぞれの前記流路抵抗を変化させる、液体吐出装置。
【請求項７】
液体を吐出する液体吐出装置であって、
ノズルに連通する液室と、
前記液室の容積を変更して前記ノズルから液体を吐出させる容積変更部と、
前記液室に接続され、前記液室に前記液体を流入させる流入路と、
前記液室に接続され、前記液室から前記液体を流出させる流出路と、
前記流入路の流路抵抗を変化させる流入路抵抗変化部と、
前記流出路の流路抵抗を変化させる流出路抵抗変化部と、
前記流入路抵抗変化部と前記流出路抵抗変化部の両方に前記流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する共通駆動部と、
を備える、液体吐出装置。
【請求項８】
請求項７記載の液体吐出装置であって、
前記液室は、第１ノズルに連通する第１液室と、第２ノズルに連通する第２液室と、を含み、
前記容積変更部は、前記第１液室の容積を変更する第１容積変更部と、前記第２液室の容積を変更する第２容積変更部と、を含み、
前記流入路は、前記第１液室に接続されている第１流入路と、前記第２液室に接続されている第２流入路と、を含み、
前記流出路は、前記第１液室に接続されている第１流出路と、前記第２液室に接続されている第２流出路と、を含み、
前記流入路抵抗変化部は、前記第１流入路の前記流路抵抗を変化させる第１流入路抵抗変化部と、前記第２流入路の前記流路抵抗を変化させる第２流入路抵抗変化部と、を含み、
前記流出路抵抗変化部は、前記第１流出路の前記流路抵抗を変化させる第１流出路抵抗変化部と、前記第２流出路の前記流路抵抗を変化させる第２流出路抵抗変化部と、を含み、
前記共通駆動部は、前記第１流入路抵抗変化部と、前記第２流入路抵抗変化部と、前記第１流出路抵抗変化部と、前記第２流出路抵抗変化部と、のそれぞれに前記駆動力を付与する、液体吐出装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８記載の液体吐出装置であって、
前記流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記流入路の内壁面として構成されており、
前記流出路抵抗変化部は、撓み変形する前記流出路の内壁面として構成されており、
前記共通駆動部は、前記流入路抵抗変化部と前記流出路抵抗変化部とを連結する連結部材を介して、前記流入路抵抗変化部と前記流出路抵抗変化部とを撓み変形させる外力を前記駆動力として付与して、前記流入路と前記流出路のそれぞれの前記流路抵抗を変化させる、液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液室の液体を、液室の容積を変化させることによって、液室に連通しているノズルから吐出する種々の液体吐出装置が提案されている。そうした液体吐出装置には、液室に液体が長時間、滞留してしまうことを抑制するために、液室に液体を供給するための流入路に加えて、液室から液体を排出させるための流出路を有するものがある（例えば、下記の特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１３０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の流入路および流出路を有する液体吐出装置では、ノズルからの液体の吐出を良好におこなうため、また、ノズルからの液体の漏洩を抑制するためにも、そうした流入路や流出路における液体の流量を適切に制御できることが望ましい。しかしながら、ノズルから液体を吐出させるためのアクチュエーターに加えて、流入路や流出路における液体の流量制御のためのアクチュエーターを設けると、液体吐出装置が大型化してしまう可能性がある。また、複数のノズルを有するヘッドにおいて、各ノズルの液室ごとにそうしたアクチュエーターを設けると、ノズル同士の間隔を狭くして複数のノズルを高密度に配列することが困難になってしまう可能性もある。こうした課題は、液体を吐出可能な液体吐出装置全般に共通した課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
［１］本発明の第１形態によれば、少なくとも第１ノズルと第２ノズルを含む複数のノズルから液体を吐出する液体吐出装置が提供される。この液体吐出装置は、前記第１ノズルに連通する第１液室と；前記第２ノズルに連通する第２液室と；前記第１液室の容積を変更して前記第１ノズルから前記液体を吐出させる第１容積変更部と；前記第２液室の容積を変更して前記第２ノズルから前記液体を吐出させる第２容積変更部と；前記第１液室に接続され、前記第１液室に前記液体を流入させる第１流入路と；前記第２液室に接続され、前記第２液室に前記液体を流入させる第２流入路と；前記第１液室に接続され、前記第１液室から前記液体を流出させる第１流出路と；前記第２液室に接続され、前記第２液室から前記液体を流出させる第２流出路と；前記第１流入路の流路抵抗を変化させる第１流入路抵抗変化部と；前記第２流入路の流路抵抗を変化させる第２流入路抵抗変化部と；前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部の両方に前記流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する流入路側共通駆動部と；を備える。
この形態の液体吐出装置によれば、第１流入路抵抗変更部と第２流入路抵抗変更部とによって、第１流入路および第２流入路における液体の流量制御が可能になる。また、流入路側共通駆動部が第１流入路抵抗変更部と第２流入路抵抗変更部とに共通であるため、液体吐出装置の小型化やノズル同士の間隔を小さくすることが可能である。
【０００７】
［２］上記形態の液体吐出装置において、前記第１流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記第１流入路の内壁面として構成されており；前記第２流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記第２流入路の内壁面として構成されており；前記流入路側共通駆動部は、前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部とに当接する連結部材を介して、前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部とを撓み変形させる外力を前記駆動力として付与して、前記第１流入路と前記第２流入路のそれぞれの前記流路抵抗を変化させてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、第１流入路と第２流入路における液体の流量を制御するための構成を簡素化することができる。
【０００８】
［３］本発明の第２形態によれば、少なくとも第１ノズルと第２ノズルを含む複数のノズルから液体を吐出する液体吐出装置が提供される。この液体吐出装置は、前記第１ノズルに連通する第１液室と；前記第２ノズルに連通する第２液室と；前記第１液室の容積を変更して前記第１ノズルから前記液体を吐出させる第１容積変更部と；前記第２液室の容積を変更して前記第２ノズルから前記液体を吐出させる第２容積変更部と；前記第１液室に接続され、前記第１液室に前記液体を流入させる第１流入路と；前記第２液室に接続され、前記第２液室に前記液体を流入させる第２流入路と；前記第１液室に接続され、前記第１液室から前記液体を流出させる第１流出路と；前記第２液室に接続され、前記第２液室から前記液体を流出させる第２流出路と；前記第１流出路の流路抵抗を変化させる第１流出路抵抗変化部と；前記第２流出路の流路抵抗を変化させる第２流出路抵抗変化部と；前記第１流出路抵抗変化部と前記第２流出路抵抗変化部の両方に前記流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する流出路側共通駆動部と；を備える。
この形態の液体吐出装置によれば、第１流出路抵抗変更部と第２流出路抵抗変更部とによって、第１流出路および第２流出路における液体の流量制御が可能になる。また、流出路側共通駆動部が第１流出路抵抗変更部と第２流出路抵抗変更部とに共通であるため、液体吐出装置の小型化やノズル同士の間隔を小さくすることが可能である。
【０００９】
［４］上記形態の液体吐出装置において、前記流出路側共通駆動部は、前記第１流出路抵抗変化部と前記第２流出路抵抗変化部とに当接する流出路側連結部材を介して、前記第１流出路抵抗変化部と前記第２流出路抵抗変化部とを撓み変形させる外力を前記駆動力として付与して、前記第１流出路と前記第２流出路のそれぞれの前記流路抵抗を変化させてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、第１流出路と第２流出路における液体の流量を制御するための構成を簡素化することができる。
【００１０】
［５］上記形態の液体吐出装置は、さらに、前記第１流入路の流路抵抗を変化させる第１流入路抵抗変化部と；前記第２流入路の流路抵抗を変化させる第２流入路抵抗変化部と；前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部の両方に前記流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する流入路側共通駆動部と；を備えてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、第１流出路と第２流出路に加えて、第１流入路と第２流入路についても液体の流量制御が可能になる。また、流入路側共通駆動部が第１流入路抵抗変更部と第２流入路抵抗変更部とに共通であるため、液体吐出装置の小型化やノズル同士の間隔を小さくすることが可能である。
【００１１】
［６］上記形態の液体吐出装置において、前記第１流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記第１流入路の内壁面として構成されており；前記第２流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記第２流入路の内壁面として構成されており；前記流入路側共通駆動部は、前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部とに当接する流入路側連結部材を介して、前記第１流入路抵抗変化部と前記第２流入路抵抗変化部とを撓み変形させる外力を前記駆動力として付与して、前記第１流入路と前記第２流入路のそれぞれの前記流路抵抗を変化させてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、第１流入路と第２流入路における液体の流量を制御するための構成を簡素化することができる。
【００１２】
［７］本発明の第３形態によれば、液体を吐出する液体吐出装置が提供される。この液体吐出装置は、ノズルに連通する液室と；前記液室の容積を変更して前記ノズルから液体を吐出させる容積変更部と；前記液室に接続され、前記液室に前記液体を流入させる流入路と；前記液室に接続され、前記液室から前記液体を流出させる流出路と；前記流入路の流路抵抗を変化させる流入路抵抗変化部と；前記流出路の流路抵抗を変化させる流出路抵抗変化部と；前記流入路抵抗変化部と前記流出路抵抗変化部の両方に前記流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する共通駆動部と；を備える。
この形態の液体吐出装置によれば、流入路抵抗変更部と流出路抵抗変更部とによって、流入路および流出路における液体の流量制御が可能になる。また、共通駆動部が流入路抵抗変更部と流出路抵抗変更部とに共通であるため、液体吐出装置の小型化が可能である。
【００１３】
［８］上記形態の液体吐出装置であって、前記液室は、第１ノズルに連通する第１液室と、第２ノズルに連通する第２液室と、を含み；前記容積変更部は、前記第１液室の容積を変更する第１容積変更部と、前記第２液室の容積を変更する第２容積変更部と、を含み；前記流入路は、前記第１液室に接続されている第１流入路と、前記第２液室に接続されている第２流入路と、を含み；前記流出路は、前記第１液室に接続されている第１流出路と、前記第２液室に接続されている第２流出路と、を含み；前記流入路抵抗変化部は、前記第１流入路の前記流路抵抗を変化させる第１流入路抵抗変化部と、前記第２流入路の前記流路抵抗を変化させる第２流入路抵抗変化部と、を含み；前記流出路抵抗変化部は、前記第１流出路の前記流路抵抗を変化させる第１流出路抵抗変化部と、前記第２流出路の前記流路抵抗を変化させる第２流出路抵抗変化部と、を含み；前記共通駆動部は、前記第１流入路抵抗変化部と、前記第２流入路抵抗変化部と、前記第１流出路抵抗変化部と、前記第２流出路抵抗変化部と、のそれぞれに前記駆動力を付与してよい。
この形態の液体吐出装置によれば、共通駆動部によって、複数の液室のそれぞれに接続されている各流出路および各流入路における液体の流量の制御が可能である。よって、液体吐出装置の小型化や、ノズル同士の配列間隔の縮小が可能である。
【００１４】
［９］上記形態の液体吐出装置において、前記流入路抵抗変化部は、撓み変形する前記流入路の内壁面として構成されており；前記流出路抵抗変化部は、撓み変形する前記流出路の内壁面として構成されており；前記共通駆動部は、前記流入路抵抗変化部と前記流出路抵抗変化部とを連結する連結部材を介して、前記流入路抵抗変化部と前記流出路抵抗変化部とを撓み変形させる外力を前記駆動力として付与して、前記流入路と前記流出路のそれぞれの前記流路抵抗を変化させてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、複数の液室のそれぞれに接続されている各流出路および各流入路における液体の流量を制御するための構成を簡素化することができる。
【００１５】
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
【００１６】
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、液体吐出システムや、液体吐出装置が備えるヘッド、液体吐出装置における流路構造、ヘッド構造等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態における液体吐出装置の構成を示す概略図。
【図２】第１実施形態におけるヘッド部の内部構成を模式的に示す概略斜視図。
【図３】第１実施形態におけるヘッド部の構成を示す概略断面図。
【図４】第２実施形態におけるヘッド部の内部構成を模式的に示す概略斜視図。
【図５】第２実施形態におけるヘッド部の構成を示す概略断面図。
【図６】第３実施形態におけるヘッド部の内部構成を模式的に示す概略斜視図。
【図７】第３実施形態におけるヘッド部の構成を示す概略断面図。
【図８】第４実施形態におけるヘッド部の内部構成を模式的に示す概略斜視図。
【図９】第４実施形態におけるヘッド部の構成を示す概略断面図。
【図１０】第４実施形態における吐出制御のタイミングチャートの一例を示す説明図。
【図１１】第５実施形態におけるヘッド部の内部構成を模式的に示す概略斜視図。
【図１２】第６実施形態におけるヘッド部の構成を示す第１の模式図。
【図１３】第６実施形態におけるヘッド部の構成を示す第２の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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１００の構成を示す概略図である。液体吐出装置１００は、タンク１０と、加圧ポンプ２０と、供給路３０と、ヘッド部４０Ａと、排出路５０と、液体貯留部７０と、負圧発生源７５と、制御部８０と、を備える。
【００１９】
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内の液体は加圧ポンプ２０により、供給路３０を通じてヘッド部４０Ａに供給される。ヘッド部４０Ａに供給された液体は、ヘッド部４０Ａにより吐出される。ヘッド部４０Ａの動作は、制御部８０により制御される。ヘッド部４０Ａの構成については後述する。
【００２０】
ヘッド部４０Ａによって吐出されなかった液体は、排出路５０を通じて液体貯留部７０に排出される。液体貯留部７０には、各種ポンプによって構成可能な負圧発生源７５が接続されている。負圧発生源７５は、液体貯留部７０内を負圧にすることにより、排出路５０を通じてヘッド部４０Ａから液体を吸引する。
【００２１】
本実施形態では、加圧ポンプ２０および負圧発生源７５は、供給路３０と排出路５０とに差圧を発生させてヘッド部４０Ａに液体を供給する液体供給部として機能する。なお、加圧ポンプ２０および負圧発生源７５のいずれか一方を省略して、加圧ポンプ２０または負圧発生源７５のいずれか単体で液体供給部を構成してもよい。上記のように、本実施形態では、ヘッド部４０Ａから吐出されなかった液体がヘッド部４０Ａから排出路５０に排出されるので、ヘッド部４０Ａ内に液体内の沈降成分が堆積することを抑制することができる。
【００２２】
液体貯留部７０とタンク１０とは、循環路９０によって接続されている。液体貯留部７０に貯留された液体は、循環路９０を通じてタンク１０に戻され、再び、加圧ポンプ２０によってヘッド部４０Ａに供給される。循環路９０には、液体貯留部７０から液体を吸引するためのポンプが備えられていてもよい。なお、循環路９０を省略し、液体吐出装置１００を、液体を循環させない構成とすることも可能である。
【００２３】
制御部８０は、ＣＰＵやメモリーを備えた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制御プログラムを実行することにより、液体吐出装置１００を制御するための種々の機能を実現する。制御プログラムは、一時的でない有形な種々の記録媒体に記録されていてもよい。
【００２４】
図２および図３を参照して、第１実施形態におけるヘッド部４０Ａの構成を説明する。図２は、ヘッド部４０Ａの内部構成を模式的に表した概略斜視図である。図３は、任意のノズル４１の中心軸を通る切断面におけるヘッド部４０Ａの概略断面図である。
【００２５】
ヘッド部４０Ａは、液体を吐出する複数のノズル４１を有する（図２）。複数のノズル４１は、少なくとも、第１ノズル４１ａと、第２ノズル４１ｂと、を含んでいる。ヘッド部４０Ａは、少なくとも、第１液室４２ａと、第２液室４２ｂと、を含む複数の液室４２を備える。各液室４２は、液体が供給される部屋である。各液室４２は、金属材料内部の空間として構成されている。複数のノズル４１のそれぞれは、複数の液室４２のうちの対応するひとつに連通している。第１ノズル４１ａは第１液室４２ａに連通し、第２ノズル４１ｂは第２液室４２ｂに連通している。本実施形態では、各ノズル４１は、液室４２の底面４２ｅを重力方向に開口する貫通孔として設けられている（図３）。
【００２６】
ヘッド部４０Ａは、各液室４２にひとつずつ接続され、各液室４２に液体を流入させる複数の流入路３１を有している（図２）。各流入路３１は、供給路３０（図１）から分岐している流路である。複数の流入路３１は、少なくとも、第１液室４２ａに接続される第１流入路３１ａと、第２液室４２ｂに接続される第２流入路３１ｂと、を含んでいる。各流入路３１は、接続される液室４２に向かって互い並列に延びている部位を有している。
【００２７】
ヘッド部４０Ａは、さらに、各液室４２にひとつずつ接続され、各液室４２から液体を流出させるための複数の流出路５１を有している（図２）。各流出路５１は、排出路５０（図１）に合流する。複数の流出路５１は、少なくとも、第１液室４２ａに接続される第１流出路５１ａと、第２液室４２ｂに接続される第２流出路５１ｂと、を含んでいる。各流出路５１は、接続されている液室４２から互い並列に延びている部位を有している。
【００２８】
ヘッド部４０Ａは、複数の容積変更部４３を備える（図２）。容積変更部４３は、各液室４２にひとつずつ設けられており、制御部８０（図１）の制御下において、各液室４２のノズル４１から液体を吐出させるための駆動力を発生させる。複数の容積変更部４３は、少なくとも、第１液室４２ａに設けられた第１容積変更部４３ａと、第２液室４２ｂに設けられた第２容積変更部４３ｂと、を含んでいる。
【００２９】
各液室４２の上面である天面４５は、金属製の薄膜状部材や弾性ゴムなどの撓み変形可能な部材によって、振動板（ダイヤフラム）として構成されている（図３）。容積変更部４３は、この天面４５の上部に接続されており、天面４５に上下方向の外力を付与して撓み変形させることにより、天面４５を上下方向に移動させて液室４２の容積を変更する。本実施形態では、容積変更部４３は、上下方向に伸縮可能なピエゾアクチュエーターによって構成されている。本実施形態では、容積変更部４３は、５〜１５μｍの範囲で伸縮する。容積変更部４３の伸縮範囲はこれに限定されることはなく、ノズル４１や液室４２の形状、ノズル４１から吐出させる液滴のサイズなどによって適宜決められればよい。
【００３０】
本実施形態では、ヘッド部４０Ａは、複数の流入路抵抗変化部３３を有する（図２）。流入路抵抗変化部３３は、各流入路３１の流路抵抗を変化させることができる部位である。流入路抵抗変化部３３は、各流入路３１にひとつずつ設けられている。複数の流入路抵抗変化部３３は、少なくとも、第１流入路３１ａの流路抵抗を変化させる第１流入路抵抗変化部３３ａと、第２流入路３１ｂの流路抵抗を変化させる第２流入路抵抗変化部３３ｂと、を含んでいる。流入路抵抗変化部３３は、連結部材３６を小型化するために、各流入路３１が並列に延びている部位に設けられていることが望ましい。
【００３１】
ヘッド部４０Ａでは、流入路抵抗変化部３３において各流入路３１の流路抵抗を変化させることによって、液室４２への液体の流入量を制御することができる。このように、流量制御弁として機能する流入路抵抗変化部３３が液室４２に近い位置に設けられていることによって、液室４２に対する液体の流入量の制御性が高められている。
【００３２】
本実施形態では、流入路抵抗変化部３３は、金属薄膜や弾性ゴムなどの撓み変形可能な部材を流入路３１の内壁面の一部として配置することによって構成されている（図３）。本実施形態では、流入路抵抗変化部３３は、各流入路３１の上面側において上下方向に撓み変形するように配置されている。流入路抵抗変化部３３が撓み変形することによって、流入路抵抗変化部３３が面する部位における流入路３１の流路断面積が変化し、流入路３１の流路抵抗が変化する。本実施形態では、流入路抵抗変化部３３は、対向する内壁面に接触するまで撓み変形して流入路３１を途中で遮断することもできる。なお、流入路抵抗変化部３３は、流入路３１の流路抵抗を増減させることができればよく、流入路３１を完全に遮断できなくともよい。
【００３３】
本実施形態のヘッド部４０Ａは、流入路側共通駆動部３５を備えている（図２，図３）。流入路側共通駆動部３５は、制御部８０（図１）の制御下において、第１流入路抵抗変化部３３ａおよび第２流入路抵抗変化部３３ｂを含む各流入路抵抗変化部３３に、流入路３１の流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する。流入路側共通駆動部３５が発生させる駆動力は、第１流入路抵抗変化部３３ａおよび第２流入路抵抗変化部３３ｂの両方に一度に付与される。本実施形態では、流入路側共通駆動部３５は、上下方向に伸縮可能なピエゾアクチュエーターによって構成されている。流入路側共通駆動部３５は、上下方向に伸縮することによって各流入路抵抗変化部３３を撓み変形させる外力を前述した駆動力として付与する。
【００３４】
本実施形態では、流入路側共通駆動部３５は、連結部材３６を介して、各流入路抵抗変化部３３に撓み変形させる外力を付与する（図２，図３）。連結部材３６は、架設部３７と、複数の連結部３８と、を有する。架設部３７は、各流入路抵抗変化部３３に跨がって架設されている柱状部位として構成されている。複数の連結部３８は、架設部３７から下方の流入路抵抗変化部３３に向かって突出し、流入路抵抗変化部３３に当接し、連結されている凸部として構成されている。流入路側共通駆動部３５は、自身の伸縮運動によって、連結部材３６を上下に変位させて、各流入路抵抗変化部３３を撓み変形させる。
【００３５】
流入路側共通駆動部３５の伸縮可能な長さによって、流路抵抗を変化させることができる範囲が決まるため、流入路側共通駆動部３５の伸縮変形する長さの範囲は広いほど望ましい。本実施形態では、流入路側共通駆動部３５の伸縮範囲は、少なくとも、容積変更部４３の伸縮可能な範囲よりも広い。流入路側共通駆動部３５は、例えば、５０〜２００μｍの範囲で伸縮する。そのため、本実施形態では、流入路側共通駆動部３５は、容積変更部４３よりも大きいサイズを有している。
【００３６】
制御部８０（図１）によるヘッド部４０Ａの制御の一例を説明する。制御部８０は、ヘッド部４０Ａのノズル４１からの液体の吐出制御を、例えば、次のように実行する。制御部８０は、吐出制御の開始前に、液室４２の容積を予め決められた基準容積にし、流入路３１の流路抵抗を予め決められた基準抵抗にする。基準容積は、容積変更部４３に伸縮運動のための電圧が印加されていないときの液室４２の容積としてもよい。同様に、基準抵抗は、流入路側共通駆動部３５に伸縮運動のための電圧が印加されていないときの流入路３１の流路抵抗としてもよい。
【００３７】
制御部８０は、加圧ポンプ２０と負圧発生源７５とを制御して、ノズル４１から液体が漏洩しないように、例えば、液室４２の内圧がノズル４１のメニスカス耐圧以下の圧力になるように液室４２における液体の流入量および流出量を制御する。制御部８０は、液体の吐出タイミングが到来すると、容積変更部４３を収縮させて液室４２の容積を一旦、拡大させ、液室４２に吐出のための液体を充填させる。
【００３８】
そして、液室４２内の圧力が十分に高まったタイミングで、容積変更部４３を急激に伸長させて、液室４２の容積を低減させ、液室４２の圧力を高めて、ノズル４１からの液体の吐出を開始させる。このとき、制御部８０は、流入路側共通駆動部３５を伸長させて各流入路３１の流路抵抗を高め、液室４２の圧力が流入路３１側に逃げるのを抑制する。
【００３９】
制御部８０は、容積変更部４３を再び収縮させて液室４２の容積を拡大して、液室４２の圧力を低下させる。これによって、ノズル４１から液室４２へと液体を引き戻す力を生じ、ノズル４１から吐出された液体を液滴として分離させることができる。このとき、制御部８０は、流入路３１の流路抵抗を高めた状態のままにする。これによって、流入路３１側からの液体の流入によって、ノズル４１から液室４２へと液体を引き戻す力が低減されてしまうことを抑制できる。
【００４０】
制御部８０は、ノズル４１からの液滴の吐出が完了すると、液室４２の容積を基準容積に戻すとともに、流入路３１の流路抵抗を基準抵抗に戻す。なお、制御部８０は、複数の容積変更部４３をそれぞれ制御することによって、各液室４２からの液体の吐出を、それぞれ個別におこなうことができる。制御部８０は、ノズル４１からの液体の吐出を実行するとき以外に、負圧発生源７５の駆動を停止した状態において、流入路抵抗変化部３３によって流入路３１の流路抵抗を高め、液室４２への液体の流入を抑制する制御をおこなうものとしてもよい。
【００４１】
本実施形態の液体吐出装置１００によれば、各流入路抵抗変化部３３によって各流入路３１における液体の流量制御が可能である。また、流入路側共通駆動部３５が各流入路抵抗変化部３３に共通であるため、流入路側共通駆動部３５ごとに専用の駆動部（アクチュエーター）を設ける場合よりも、そうした駆動部を設置するための空間を低減することができる。従って、ヘッド部４０Ａおよびそれを備える液体吐出装置１００を小型化することができる。また、複数のノズル４１を備えるヘッド部４０Ａにおいては、ノズル４１同士の間隔を小さくして、ノズル４１を高密度に配列することが可能である。さらに、ヘッド部４０Ａにおける消費電力の節約も可能である。本実施形態の液体吐出装置１００によれば、連結部材３６を介した簡素な構成によって流入路側共通駆動部３５が発生させる外力を各流入路抵抗変化部３３に伝達することができる。また、各流入路抵抗変化部３３の動作を同期させる制御を簡易に実現することができる。その他に、本実施形態の液体吐出装置１００によれば、上記実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００４２】
Ｂ．第２実施形態：
図４および図５を参照して、第２実施形態における液体吐出装置が備えるヘッド部４０Ｂの構成を説明する。図４は、ヘッド部４０Ｂの内部構成を模式的に表した概略斜視図である。図５は、任意のノズル４１の中心軸を通る切断面におけるヘッド部４０Ｂの概略断面図である。
【００４３】
第２実施形態の液体吐出装置の構成は、ヘッド部４０Ａの代わりに、ヘッド部４０Ｂを有している点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００（図１）とほぼ同じである。第２実施形態のヘッド部４０Ｂの構成は、複数の流入路抵抗変化部３３と、流入路側共通駆動部３５と、連結部材３６と、の代わりに、複数の流出路抵抗変化部５３と、流出路側共通駆動部５５と、連結部材５６と、を有している点以外は、第１実施形態のヘッド部４０Ａ（図２，図３）とほぼ同じである。
【００４４】
複数の流出路抵抗変化部５３は、各流出路５１の流路抵抗を変化させることができる部位である（図４，図５）。複数の流出路抵抗変化部５３は、各流出路５１にひとつずつ設けられている。複数の流出路抵抗変化部５３は、少なくとも、第１流出路５１ａの流路抵抗を変化させる第１流出路抵抗変化部５３ａと、第２流出路５１ｂの流路抵抗を変化させる第２流出路抵抗変化部５３ｂと、を含んでいる。各流出路抵抗変化部５３は、連結部材５６を小型化するために、各流出路５１が並列に延びている部位に設けられていることが望ましい。
【００４５】
ヘッド部４０Ｂでは、各流出路抵抗変化部５３において各流出路５１の流路抵抗を変化させることによって、液室４２からの液体の流出量を制御することができる。このように、流量制御弁として機能する流出路抵抗変化部５３が液室４２に近い位置に設けられていることによって、液室４２からの液体の流出量の制御性が高められている。
【００４６】
流出路抵抗変化部５３は、第１実施形態で説明した流入路抵抗変化部３３と同様に、撓み変形可能な流出路５１の内壁面として構成されており、各流出路５１の上面側において上下方向に撓み変形する（図５）。流出路抵抗変化部５３が撓み変形することによって、流出路抵抗変化部５３が面する部位における流出路５１の流路断面積が変化し、流出路５１の流路抵抗が変化する。流出路抵抗変化部５３は、対向する内壁面に接触するまで撓み変形して流出路５１を途中で遮断することもできる。なお、流出路抵抗変化部５３は、流出路５１の流路抵抗を増減させることができればよく、流出路５１を完全に遮断できなくともよい。
【００４７】
流出路側共通駆動部５５は、制御部８０（図１）の制御下において、第１流出路抵抗変化部５３ａおよび第２流出路抵抗変化部５３ｂを含む各流出路抵抗変化部５３に、流出路５１の流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する。流出路側共通駆動部５５が発生させる駆動力は、第１流出路抵抗変化部５３ａおよび第２流出路抵抗変化部５３ｂの両方に一度に付与される。流出路側共通駆動部５５は、上下方向に伸縮可能なピエゾアクチュエーターによって構成されている。流出路側共通駆動部５５は、上下方向に伸縮することによって各流出路抵抗変化部５３を撓み変形させる外力を、流出路５１の流路抵抗を変化させる駆動力として付与する。流出路側共通駆動部５５のサイズおよび伸縮可能な長さの範囲は、第１実施形態で説明した流入路側共通駆動部３５と同様である。
【００４８】
流出路側共通駆動部５５は、連結部材５６を介して、各流出路抵抗変化部５３に撓み変形させる外力を付与する（図４，図５）。連結部材５６は、架設部５７と、複数の連結部５８と、を有する。架設部５７は、各流出路抵抗変化部５３に跨がって架設されている柱状部位として構成されている。複数の連結部５８は、架設部５７から下方の流出路抵抗変化部５３に向かって突出し、流出路抵抗変化部５３に当接し、連結されている凸部として構成されている。流出路側共通駆動部５５は、自身の伸縮運動によって、連結部材５６を上下に変位させて、各流出路抵抗変化部５３を撓み変形させる。
【００４９】
第２実施形態の液体吐出装置での制御部８０（図１）によるヘッド部４０Ｂの制御の一例を説明する。制御部８０は、ヘッド部４０Ｂのノズル４１からの液体の吐出制御を、以下に説明する点以外は、第１実施形態で説明したのと同様に実行する。制御部８０は、液体の吐出タイミングが到来し、液室４２に液体を充填するために容積変更部４３を収縮させるときに、流出路側共通駆動部５５を伸長させて、各流出路５１の流路抵抗を予め決められた初期の基準抵抗から高める。これによって、各流出路５１からの流体の流出が抑制され、液室４２への流体の充填が促進される。
【００５０】
また、制御部８０は、容積変更部４３を伸長させて、ノズル４１からの液体の吐出を開始するときにも、各流出路５１の流路抵抗を高めた状態を維持し、液室４２の圧力が流出路５１側に逃げるのを抑制する。制御部８０は、容積変更部４３を伸長させて、ノズル４１から吐出された液体を液滴として分離させるときには、流出路側共通駆動部５５を収縮させて流出路５１の流路抵抗を低下させる。これによって、液室４２の圧力低下が促進され、ノズル４１から液室４２へと液体を引き戻す力を高めることができる。その他に、制御部８０は、ノズル４１からの液体の吐出を実行するとき以外に、加圧ポンプ２０の駆動を停止した状態で、流出路抵抗変化部５３によって流出路５１の流路抵抗を高めて、液室４２からの液体の流出を抑制する制御をおこなうものとしてもよい。
【００５１】
第２実施形態のヘッド部４０Ｂを備える液体吐出装置によれば、各流出路抵抗変化部５３によって各流出路５１における液体の流量制御が可能である。また、流出路側共通駆動部５５が各流出路抵抗変化部５３に共通であるため、流出路側共通駆動部５５ごとに専用の駆動部を設ける場合よりも、当該駆動部を設置するための空間を低減することができる。従って、ヘッド部４０Ｂおよびそれを備える液体吐出装置の小型化が可能である。また、複数のノズル４１を備えるヘッド部４０Ｂにおいては、ノズル４１同士の間隔を小さくして、ノズル４１を高密度に配列することが可能である。さらに、ヘッド部４０Ｂにおける消費電力の節約も可能である。第２実施形態の液体吐出装置によれば、連結部材５６を介した簡素な構成によって流出路側共通駆動部５５が発生させる外力を各流出路抵抗変化部５３に伝達することができる。また、各流出路抵抗変化部５３の動作を同期させる制御を簡易に実現することができる。その他に、第２実施形態の液体吐出装置によれば、上記の第１実施形態で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００５２】
Ｃ．第３実施形態：
図６および図７を参照して、第３実施形態における液体吐出装置が備えるヘッド部４０Ｃの構成を説明する。図６は、ヘッド部４０Ｃの内部構成を模式的に表した概略斜視図である。図７は、任意のノズル４１の中心軸を通る切断面におけるヘッド部４０Ｃの概略断面図である。
【００５３】
第３実施形態の液体吐出装置の構成は、ヘッド部４０Ａの代わりに、ヘッド部４０Ｃを有している点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００（図１）とほぼ同じである。第３実施形態のヘッド部４０Ｃの構成は、第１実施形態で説明した複数の流入路抵抗変化部３３と流入路側共通駆動部３５と連結部材３６とが追加されている点以外は、第２実施形態のヘッド部４０Ｂ（図４，図５）とほぼ同じである。第３実施形態では、便宜上、流入路３１側の連結部材３６を「流入路側連結部材３６」とも呼び、流出路５１側の連結部材５６を「流出路側連結部材５６」とも呼ぶ。
【００５４】
第３実施形態の液体吐出装置における制御部８０（図１）によるヘッド部４０Ｃの制御の一例を説明する。制御部８０は、例えば、第１実施形態で説明した流入路側共通駆動部３５の制御と、第２実施形態で説明した流出路側共通駆動部５５の制御と、を組み合わせて実行するものとしてもよい。あるいは、第３実施形態の液体吐出装置では、制御部８０は、後述する第４実施形態と同様に、流入路側共通駆動部３５の制御と、流出路側共通駆動部５５の制御と、を同期させて実行するものとしてもよい。その他に、制御部８０は、ノズル４１から液体を吐出しないときに、流入路側共通駆動部３５と流出路側共通駆動部５５と伸長させて、各流入路３１と各流出路５１の流路抵抗を高めて、ノズル４１からの液体の漏洩を防止する制御をおこなってもよい。
【００５５】
第３実施形態のヘッド部４０Ｃを有する液体吐出装置によれば、各流入路抵抗変化部３３によって各流入路３１における液体の流量制御をおこないつつ、別個に、各流出路抵抗変化部５３によって各流出路５１における液体の流量制御をおこうことが可能である。また、流入路側共通駆動部３５が各流入路側共通駆動部３５に共通であるため、流入路抵抗変化部３３ごとに駆動部を設ける場合よりも、当該駆動部を設置するための空間を低減させることができる。同様に、流出路側共通駆動部５５が各流出路抵抗変化部５３に共通であるため、流出路抵抗変化部５３ごとに駆動部を設ける場合よりも、当該駆動部を設置するための空間を低減させることができる。よって、ヘッド部４０Ｃおよびそれを備える液体吐出装置の小型化が可能である。また、複数のノズル４１を備えるヘッド部４０Ｃにおいては、ノズル４１同士の間隔を小さくして、ノズル４１を高密度に配列することが可能である。さらに、ヘッド部４０Ｃにおける消費電力の節約も可能である。第３実施形態の液体吐出装置によれば、流入路側連結部材３６および流出路側連結部材５６を介した簡素な構成によって流入路側共通駆動部３５と流出路側共通駆動部５５から各流入路抵抗変化部３３および各流出路抵抗変化部５３に外力を伝達することができる。また、その簡素な構成により、各流入路抵抗変化部３３の動作を同期させる制御と、各流出路抵抗変化部５３の動作を同期させる制御とを簡易に実現することができる。その他に、第３実施形態の液体吐出装置によれば、上記の第１実施形態および第２実施形態で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００５６】
Ｄ．第４実施形態：
図８および図９を参照して、第４実施形態における液体吐出装置が備えるヘッド部４０Ｄの構成を説明する。図８は、ヘッド部４０Ｄの内部構成を模式的に表した概略斜視図である。図９は、任意のノズル４１の中心軸を通る切断面におけるヘッド部４０Ｄの概略断面図である。
【００５７】
第４実施形態の液体吐出装置の構成は、ヘッド部４０Ａの代わりに、ヘッド部４０Ｄを有している点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００（図１）とほぼ同じである。第４実施形態のヘッド部４０Ｄの構成は、以下に説明する点以外は、第３実施形態のヘッド部４０Ｃ（図６，図７）の構成とほぼ同じである。第４実施形態のヘッド部４０Ｄは、１つのノズル４１と、１つの液室４２と、１つの流入路３１と、１つの流入路抵抗変化部３３と、１つの流出路５１と、１つの流出路抵抗変化部５３と、を備える（図８）。
【００５８】
ヘッド部４０Ｄは、流入路側共通駆動部３５および流出路側共通駆動部５５の代わりに、共通駆動部６０を備える（図８，図９）。共通駆動部６０は、制御部８０（図１）の制御下において、流入路抵抗変化部３３に流入路３１の流路抵抗を変化させるための駆動力を付与し、流出路抵抗変化部５３に流出路５１の流路抵抗を変化させるための駆動力を付与する。本実施形態では、共通駆動部６０は、上下方向に伸縮可能なピエゾアクチュエーターによって構成されている。共通駆動部６０は、上下方向に伸縮することによって、流入路抵抗変化部３３および流出路抵抗変化部５３を撓み変形させる外力を前述した駆動力として付与する。
【００５９】
ヘッド部４０Ｄは、流入路側連結部材３６および流出路側連結部材５６の代わりに、連結部材６５を備えている（図８，図９）。ヘッド部４０Ｄでは、共通駆動部６０は、連結部材６５を介して、流入路抵抗変化部３３および流出路抵抗変化部５３に対して、それらを撓み変形させる外力を付与する。連結部材６５は、架設部６６と、２つの連結部６７と、を有する。架設部６６は、流入路抵抗変化部３３と流出路抵抗変化部５３とに跨がって架設されている柱状部位として構成されている。架設部６６は、液室４２およびその上部に配置されている容積変更部４３の上方に配置されている。各連結部６７は、架設部６６から下方に向かって突出している凸部として構成されている。第１の連結部６７の下端部が流入路抵抗変化部３３に当接して連結され、第２の連結部６７の下端部が流出路抵抗変化部５３に連結されている。共通駆動部６０は、自身の伸縮運動によって、連結部材６５を上下に変位させて、流入路抵抗変化部３３と流出路抵抗変化部５３とを撓み変形させる。これによって、流入路３１の流路抵抗の変化と流出路５１の流路抵抗の変化とを同期させることができる。
【００６０】
図１０を参照して、第４実施形態の液体吐出装置における制御部８０（図１）によるヘッド部４０Ｄの制御の一例を説明する。図１０は、制御部８０によって実行されるノズル４１から液体を吐出するときに実行される吐出制御を表すタイミングチャートである。図１０の横軸は経過時間を示している。図１０の紙面左側の縦軸は、容積変更部４３によって変更された液室４２の容積の基準容積からの変化量である容積変更量を示している。容積変更量は、その値が大きいほど、液室４２の容積が小さいことを表す。図１０での容積変更量ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３，ΔＶ４は、ΔＶ１＜ΔＶ２＜ΔＶ３＜ΔＶ４の関係を満たしている。図１０の紙面右側の縦軸は、流入路３１および流出路５１における流路抵抗を示している。流路抵抗の値が大きいほど、共通駆動部６０の伸長変形量が大きく、流入路抵抗変化部３３および流出路抵抗変化部５３における流路断面積が小さい。図１０では、容積変更量の時間変化を実線で図示してあり、流路開度の時間変化を一点鎖線で図示してある。
【００６１】
制御部８０は、ノズル４１からの液体の吐出を開始する前の時刻ｔ０において、液室４２の容積を基準容積からΔＶ１だけわずかに減少させ、流路抵抗を最大値Ｒ１にした初期状態にする。流路抵抗が最大値Ｒ１のときには、共通駆動部６０の伸長量が最大であり、流入路３１および流出路５１がほとんど閉塞された状態である。制御部８０は、時刻ｔ１〜ｔ２において、容積変更部４３を急激に伸長変形させて、液室４２の容積を、基準容積からΔＶ３だけ減少させ、液室４２の圧力を急激に高める。この圧力を駆動力として、ノズル４１から液体が噴出し始める。
【００６２】
制御部８０は、時刻ｔ１の前後において、共通駆動部６０の収縮変形を開始させて、流入路３１および流出路５１における流路抵抗を減少させていき、時刻ｔ３よりも前に、流路抵抗を最小値Ｒ０にする。また、制御部８０は、共通駆動部６０の収縮変形を開始させた後の時刻ｔ２から、容積変更部４３が伸長する速度を低下させて、時刻ｔ１〜ｔ２のときよりも緩やかに液室４２の容積を減少させ、時刻ｔ３において、液室４２の容積を基準容積からΔＶ４だけ減少させた液室４２の容積が最小の状態にする。
【００６３】
時刻ｔ１〜ｔ２の間には、まだ、流路抵抗が比較的高い状態であるため、容積変更部４３の駆動によって付与される液体の吐出のための液室４２の圧力が流入路３１や流出路５１から逃げてしまうことが抑制される。時刻ｔ２〜ｔ３の間に、流路抵抗を最小値Ｒ０にして、流入路３１および流出路５１を開いた状態にすることによって、液室４２の圧力を急激に低下させることができ、ノズル４１から流出している液体を液室４２の方へと引き戻す吸引力を生じさせることができる。この力によって、ノズル４１から流出している液体を、ノズル４１内の液体から分離させることができ、ノズル４１から吐出された液体を液滴として飛翔させることができる。なお、時刻ｔ２〜ｔ３において、液室４２の容積を緩やかに減少させている理由は、流入路３１および流出路５１の開放によって生じた吸引力が大きくなりすぎて、ノズル４１から外気が進入してしまうことを抑制するためである。
【００６４】
時刻ｔ３〜ｔ４の間には、制御部８０は、液室４２の容積を基準容積からΔＶ２だけ減少させた中間容積まで増大させる。この間には、制御部８０は、流入路３１および流出路５１を、流路抵抗が最小値Ｒ０の開かれた状態のままにし、液室４２を介して液体を循環させる。次の吐出タイミングが到来する前の時刻ｔ５には、制御部８０は、液室４２の容積を大きくする方向への容積変更部４３の駆動を開始するとともに、流路抵抗を増大する方向への共通駆動部６０の駆動を開始し、次の吐出タイミングまでに上述した初期状態へと戻す。この段階の制御では、流入路抵抗変化部３３と流出路抵抗変化部５３を閉じるときに流入路３１と流出路５１から液室４２に押し出される液体によって、ノズル４１からの液体の漏洩が生じないように、液室４２の容積を拡大する速度を制御することが望ましい。
【００６５】
制御部８０は、液体の吐出を実行するとき以外に、流入路抵抗変化部３３および流出路抵抗変化部５３によって流入路３１と流出路５１とを閉じて、液室４２への液体の流入を抑制する制御をおこなうものとしてもよい。また、流入路３１と流出路５１とを開いて、液室４２の液体を積極的に循環させる制御をおこなうものとしてもよい。
【００６６】
第４実施形態の液体吐出装置によれば、流入路抵抗変化部３３と流出路抵抗変化部５３とによって、流入路３１および流出路５１における液体の流量制御が可能である。また、共通駆動部６０が流入路抵抗変化部３３と流出路抵抗変化部５３とに共通であるため、流入路抵抗変化部３３と流出路抵抗変化部５３とに専用の駆動部を設ける場合よりも、当該駆動部を設置するための空間を低減させることができる。従って、ヘッド部４０Ｄおよびそれを備える液体吐出装置を小型化することができる。また、ヘッド部４０Ｄにおける消費電力の節約も可能である。本実施形態の液体吐出装置によれば、連結部材６５を介した簡素な構成によって共通駆動部６０が発生させる外力を流入路抵抗変化部３３および流出路抵抗変化部５３に伝達することができる。また、流入路抵抗変化部３３の動作と流出路抵抗変化部５３の動作とを同期させる制御を簡易に実現することができる。その他に、第４実施形態の液体吐出装置によれば、上記実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００６７】
Ｅ．第５実施形態：
図１１は、第５実施形態の液体吐出装置が備えるヘッド部４０Ｅの内部構成を模式的に表した概略斜視図である。第５実施形態の液体吐出装置の構成は、ヘッド部４０Ａの代わりに、ヘッド部４０Ｅを有している点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００（図１）とほぼ同じである。第５実施形態のヘッド部４０Ｅの構成は、以下に説明する点以外は、第４実施形態のヘッド部４０Ｄとほぼ同じである。
【００６８】
ヘッド部４０Ｅは、ノズル４１を有する複数の液室４２を備える。ヘッド部４０Ｅでは、それぞれの液室４２ごとに、容積変更部４３と、流入路抵抗変化部３３を有する流入路３１と、流出路側共通駆動部５５を有する流出路５１と、共通駆動部６０と、連結部材６５とが、設けられている。
【００６９】
ヘッド部４０Ｅが有する複数のノズル４１は、少なくとも、第１ノズル４１ａと、第２ノズル４１ｂと、を含んでいる。また、複数の液室４２は、少なくとも、第１液室４２ａと、第２液室４２ｂと、を含んでいる。複数の流入路３１は、少なくとも、第１液室４２ａに接続される第１流入路３１ａと第２流入路３１ｂとを含んでいる。複数の流出路５１は、少なくとも、第１液室４２ａに接続される第１流出路５１ａと第２流出路５１ｂとを含んでいる。複数の容積変更部４３は、少なくとも、第１容積変更部４３ａと、第２容積変更部４３ｂと、を含んでいる。
【００７０】
ヘッド部４０Ｅが有する複数の流入路抵抗変化部３３には、少なくとも、第１流入路３１ａに設けられた第１流入路抵抗変化部３３ａと、第２流入路３１ｂに設けられた第２流入路抵抗変化部３３ｂと、が含まれている。ヘッド部４０Ｅが有する複数の流出路抵抗変化部５３には、少なくとも、第１流出路５１ａに設けられた第１流出路抵抗変化部５３ａと、第２流出路５１ｂに設けられた第２流出路抵抗変化部５３ｂと、が含まれている。
【００７１】
ヘッド部４０Ｅが有する複数の共通駆動部６０には、少なくとも、第１液室４２ａ用に設けられた第１共通駆動部６０ａと、第２液室４２ｂ用に設けられた第２共通駆動部６０ｂと、が含まれている。ヘッド部４０Ｅが有する複数の連結部材６５には、第１液室４２ａ用に設けられた第１連結部材６５ａと、第２液室４２ｂ用に設けられた第２連結部材６５ｂと、が含まれている。
【００７２】
第５実施形態の液体吐出装置では、制御部８０（図１）は、ヘッド部４０Ｅに対して第４実施形態で説明したのと同様な制御を実行する。第５実施形態のヘッド部４０Ｅによれば、複数のノズル４１のそれぞれから液滴を吐出させることができる。その他に、第５実施形態のヘッド部４０Ｅを備える液体吐出装置によれば、上記実施形態中で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００７３】
Ｆ．第６実施形態：
図１２および図１３を参照して、第６実施形態における液体吐出装置が備えるヘッド部４０Ｆの構成を説明する。図１２および図１３はそれぞれ、ヘッド部４０Ｆの内部構成を模式的に表した概略斜視図である。図１２は、分解図であり、便宜上、連結部材６５Ｆを分離させた状態を図示してある。図１３は、使用時におけるヘッド部４０Ｆの状態を示している。
【００７４】
第６実施形態の液体吐出装置の構成は、ヘッド部４０Ａの代わりに、第６実施形態のヘッド部４０Ｆを有している点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００（図１）とほぼ同じである。第６実施形態のヘッド部４０Ｆの構成は、複数の共通駆動部６０の代わりに単一の共通駆動部６０Ｆを備えている点と、複数の連結部材６５の代わりに、単一の連結部材６５Ｆを備えている点以外は、第５実施形態のヘッド部４０Ｅ（図１１）とほぼ同じである。
【００７５】
第６実施形態の連結部材６５Ｆは、複数の連結部６７が設けられている連結板６８を有する（図１２，図１３）。連結板６８は、各液室４２に設けられた流入路抵抗変化部３３および流出路抵抗変化部５３を覆う板状の部材によって構成され、各液室４２および各容積変更部４３の上方に配置されている。複数の連結部６７は、連結板６８の下面から下方に突起しており、各流入路抵抗変化部３３および流出路抵抗変化部５３に当接して連結されている。
【００７６】
第６実施形態の共通駆動部６０Ｆは、連結板６８の上面に設置されている。共通駆動部６０Ｆは、伸縮変形して、連結部材６５を上下に変位させることによって、各流入路抵抗変化部３３および流出路抵抗変化部５３を撓み変形させる。
【００７７】
第６実施形態の液体吐出装置では、制御部８０（図１）は、ヘッド部４０Ｆに対して第４実施形態で説明したのと同様な制御を実行する。第６実施形態の液体吐出装置によれば、複数の液室４２ごとに共通駆動部６０を設けている第５実施形態のヘッド部４０Ｅよりもヘッド部４０Ｆを小型化することが可能である。また、単一の共通駆動部６０Ｆによって、複数の流入路抵抗変化部３３および複数の流出路抵抗変化部５３の駆動を簡易に同期させることができる。その他に、第６実施形態の液体吐出装置によれば、上記の各実施形態で説明した種々の作用効果を奏することができる。
【００７８】
Ｇ．変形例：
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように変形することが可能である。以下に説明する変形例はいずれも、上記の各実施形態と同様に、発明を実施するための形態の一例として位置づけられる。以下の説明では、「流入路側共通駆動部３５」や、「流出路側共通駆動部５５」、「共通駆動部６０，６０Ｆ」は、特に区別する必要が無い場合には、単に「共通駆動部」と総称する。同様に、「流入路側連結部材３６」や、「流出路側連結部材５６」、「連結部材６５，６５Ｆ」についても、特に区別する必要が無い場合には、「連結部材」と総称する。
【００７９】
Ｇ１．変形例１：
上記の各実施形態では、流入路抵抗変化部３３は、撓み変形する流入路３１の内壁面として構成されている。これに対して、流入路抵抗変化部３３は、他の構成によって、流入路３１の流路抵抗を変化させてもよい。流入路抵抗変化部３３は、例えば、流入路３１を横切るように変位して、流入路３１の流路断面積を変更するシャッター壁部によって構成されていてもよい。あるいは、流入路抵抗変化部３３は、流入路３１内において回転する弁体を有するバタフライ弁によって構成されてもよい。
【００８０】
Ｇ２．変形例２：
上記の各実施形態では、流出路抵抗変化部５３は、撓み変形する流出路５１の内壁面として構成されている。これに対して、流出路抵抗変化部５３は、他の構成によって、流出路５１の流路抵抗を変化させてもよい。流出路抵抗変化部５３は、例えば、流出路５１を横切るように変位して、流出路５１の流路断面積を変更するシャッター壁部によって構成されていてもよい。あるいは、流出路抵抗変化部５３は、流出路５１内において回転する弁体を有するバタフライ弁によって構成されてもよい。
【００８１】
Ｇ３．変形例３：
上記の各実施形態では、共通駆動部は、ピエゾアクチュエーターによって構成されている。これに対して、共通駆動部は、ピエゾアクチュエーター以外のアクチュエーターによって構成されていてもよい。共通駆動部は、例えば、エアシリンダーやソレノイド、磁歪材料などの他のアクチュエーターによって構成されてもよい。また、上記の変形例１や変形例２で説明したシャッター壁部やバタフライ弁の弁体に、ギヤを介して駆動力を分配して付与するモーターによって構成されてもよい。
【００８２】
Ｇ４．変形例４：
上記の各実施形態では、共通駆動部は、連結部材を介して、流入路抵抗変化部３３や流出路抵抗変化部５３に流路抵抗を変化させるための駆動力を付与している。これに対して、共通駆動部は、上記に各実施形態で説明した連結部材以外の構成によって、流入路抵抗変化部３３や流出路抵抗変化部５３に流路抵抗を変化させるための駆動力を付与してもよい。例えば、上記の変形例３でも説明したように、共通駆動部をモーターで構成した場合に、その回転駆動力をギヤを介して、流入路抵抗変化部３３や流出路抵抗変化部５３に付与してもよい。
【００８３】
Ｇ５．変形例５：
上記の各実施形態では、容積変更部４３は、ピエゾアクチュエーターによって構成されている。これに対して、容積変更部４３は、ピエゾアクチュエーター以外のアクチュエーターによって構成されていてもよい。容積変更部４３は、エアシリンダーやソレノイド、磁歪材料などの他のアクチュエーターによって構成されてもよい。
【００８４】
Ｇ６．変形例６：
上記の各実施形態で説明した制御部８０によるヘッド部４０Ａ〜４０Ｆの制御は、あくまで一例であり、制御部８０による制御の内容は、上記の各実施形態で説明した制御に限定されることはない。
【００８５】
Ｇ７．変形例７：
上記の第１実施形態のヘッド部４０Ａでは、複数の流入路３１のそれぞれに流入路抵抗変化部３３が設けられており、流入路側共通駆動部３５が各流入路抵抗変化部３３を共通に駆動している。これに対して、ヘッド部４０Ａでは、複数の流入路３１には、流入路抵抗変化部３３が設けられていないものが含まれていてもよいし、複数の流入路抵抗変化部３３には、流入路側共通駆動部３５とは別の駆動部によって駆動されるものが含まれていてもよい。第２実施形態のヘッド部４０Ｂにおいても、同様に、複数の流出路５１に、流出路抵抗変化部５３が設けられていないものが含まれていてもよいし、複数の流出路抵抗変化部５３には、流出路側共通駆動部５５とは別の駆動部によって駆動されるものが含まれていてもよい。第３実施形態のヘッド部４０Ｃにおいても、同様に、複数の流入路３１には、流入路抵抗変化部３３が設けられていないものが含まれていてもよいし、複数の流出路５１に、流出路抵抗変化部５３が設けられていないものが含まれていてもよい。また、複数の流入路抵抗変化部３３には、流入路側共通駆動部３５とは別の駆動部によって駆動されるものが含まれていてもよいし、複数の流出路抵抗変化部５３には、流出路側共通駆動部５５とは別の駆動部によって駆動されるものが含まれていてもよい。第５実施形態のヘッド部４０Ｅにおいても、同様に、複数の流入路３１および複数の流出路５１には、流入路抵抗変化部３３や流出路抵抗変化部５３が設けられていないものが含まれていてもよい。また、複数の流入路抵抗変化部３３と流出路抵抗変化部５３には、共通駆動部６０とは別の駆動部によって駆動されるものが含まれていてもよい。第６実施形態のヘッド部４０Ｆにおいても、同様に、複数の流入路３１および複数の流出路５１には、流入路抵抗変化部３３や流出路抵抗変化部５３が設けられていないものが含まれていてもよい。また、複数組の流入路抵抗変化部３３と流出路抵抗変化部５３には、共通駆動部６０Ｆとは別の駆動部によって駆動されるものが含まれていてもよい。
【００８６】
Ｇ８．変形例８：
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。
【００８７】
Ｇ９．変形例９：
上記実施形態において、ソフトウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ハードウェアによって実現されてもよい。また、ハードウェアによって実現された機能及び処理の一部又は全部は、ソフトウェアによって実現されてもよい。ハードウェアとしては、例えば、集積回路、ディスクリート回路、または、それらの回路を組み合わせた回路モジュールなど、各種回路を用いることができる。
【００８８】
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例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、実施例、変形例中の技術的特徴は、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ではないと説明されているものに限らず、その技術的特徴が本明細書中に必須であると説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００８９】
なお、本明細書において、「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よく、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。
【符号の説明】
【００９０】
１０…タンク、２０…加圧ポンプ、３０…供給路、３１…流入路、３１ａ…第１流入路、３１ｂ…第２流入路、３３…流入路抵抗変化部、３３ａ…第１流入路抵抗変化部、３３ｂ…第２流入路抵抗変化部、３５…流入路側共通駆動部、３６…連結部材（流入路側連結部材）、３７…架設部、３８…連結部、４０Ａ…ヘッド部、４０Ｂ…ヘッド部、４０Ｃ…ヘッド部、４０Ｄ…ヘッド部、４０Ｅ…ヘッド部、４０Ｆ…ヘッド部、４１…ノズル、４１ａ…第１ノズル、４１ｂ…第２ノズル、４２…液室、４２ａ…第１液室、４２ｂ…第２液室、４２ｅ…底面、４３…容積変更部、４３ａ…第１容積変更部、４３ｂ…第２容積変更部、４５…天面、５０…排出路、５１…流出路、５１ａ…第１流出路、５１ｂ…第２流出路、５３…流出路抵抗変化部、５３ａ…第１流出路抵抗変化部、５３ｂ…第２流出路抵抗変化部、５５…流出路側共通駆動部、５６…連結部材（流出路側連結部材）、５７…架設部、５８…連結部、６０…共通駆動部、６０ａ…第１共通駆動部、６０ｂ…第２共通駆動部、６０Ｆ…共通駆動部、６５…連結部材、６５ａ…第１連結部材、６５ｂ…第２連結部材、６５Ｆ…連結部材、６６…架設部、６７…連結部、６８…連結板、７０…液体貯留部、７５…負圧発生源、８０…制御部、９０…循環路、１００…液体吐出装置
【図１】
2018165006.tif 000003
【図２】
2018165006.tif 000004
【図３】
2018165006.tif 000005
【図４】
2018165006.tif 000006
【図５】
2018165006.tif 000007
【図６】
2018165006.tif 000008
【図７】
2018165006.tif 000009
【図８】
2018165006.tif 000010
【図９】
2018165006.tif 000011
【図１０】
2018165006.tif 000012
【図１１】
2018165006.tif 000013
【図１２】
2018165006.tif 000014
【図１３】
2018165006.tif 000015