(57)【要約】【課題】液室における圧力の制御性を高め、ノズルからの液体吐出の制御性や信頼性を高めることができる技術を提供する。【解決手段】液体吐出装置は、液室と、流入口を介して前記液室に連通し、前記液室に前記液体を流入させる流入路と、連通口を介して前記液室に連通し、前記液室の前記液体を吐出するノズルと、前記液室の内壁面を変位させて、前記液室の容積を変更することによって、前記ノズルから前記液体を吐出させる容積変更部と、前記流入路の容積を変更して、前記流入路の流路抵抗を変化させる流入路抵抗変更部と、を備える。前記液室において、前記連通口は、前記流入口から見たときに、前記容積変更部によって変位する前記内壁面のうち変位量が最も大きい変位中心部よりも手前に位置する。【選択図】図２
2018202646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出装置であって、
液体を収容する液室と、
前記液室において開口している流入口を介して前記液室に連通し、前記液室に前記液体を流入させる流入路と、
前記液室において開口している連通口を介して前記液室に連通し、前記液室の前記液体を吐出するノズルと、
前記液室の内壁面を変位させて、前記液室の容積を変更することによって、前記ノズルから前記液体を吐出させる容積変更部と、
前記流入路の容積を変更して、前記流入路の流路抵抗を変化させる流入路抵抗変更部と、
を備え、
前記連通口は、前記液室において、前記容積変更部によって変位する前記内壁面のうち変位量が最も大きい変位中心部よりも前記流入口側に位置する、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、
前記連通口は、前記液室内の前記変位中心部よりも前記流入口側の領域において、前記変位中心部よりも前記流入口に近い位置に設けられている、液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１記載の液体吐出装置であって、
前記連通口は、前記液室内の前記変位中心部よりも前記流入口側の領域において、前記流入口よりも、前記変位中心部に近い位置に設けられている、液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出装置であって、さらに、
前記液室から前記液体を流出させる流出路を備える、液体吐出装置。
【請求項５】
請求項４記載の液体吐出装置であって、
前記流出路から流出する前記液体を、前記液室に循環させる循環路を備える、液体吐出装置。
【請求項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、さらに、
前記容積変更部と、前記流入路抵抗変更部と、を制御し、前記ノズルから前記液体の液滴を吐出させる吐出処理を実行する制御部を備え、
前記制御部は、前記吐出処理において、前記容積変更部に前記液室の容積を低減させることによって、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させ、前記ノズルから前記液体が流出している間に、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の容積を増大させることによって、前記ノズルの前記液体から前記液滴を分離させて飛翔させる、液体吐出装置。
【請求項７】
請求項６記載の液体吐出装置であって、
前記制御部は、前記吐出処理において、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させるために、前記容積変更部に前記液室の容積を低減させる前に、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の流路抵抗を増大させる、液体吐出装置。
【請求項８】
請求項４または請求項５記載の液体吐出装置であって、さらに、
前記流出路の容積を変更して、前記流出路の流路抵抗を変化させる流出路抵抗変更部と、
前記容積変更部と、前記流入路抵抗変更部と、前記流出路抵抗変更部と、を制御し、前記ノズルから前記液体の液滴を吐出させる吐出処理を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記吐出処理において、前記容積変更部に前記液室の容積を低減させることによって、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させ、前記ノズルから前記液体を流出させている間に、前記流入路抵抗変更部に、前記流入路の容積を増大させることによって、前記ノズルの前記液体から前記液滴を分離させて飛翔させ、
前記制御部は、前記吐出処理において、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させるために、前記容積変更部に前記液室の容積を低減させる前に、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の流路抵抗を増大させるとともに、前記流出路抵抗変更部に前記流出路の流路抵抗を増大させる、液体吐出装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８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、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の容積を低減させるのに伴って、前記容積変更部に前記液室の容積を増大させる、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、アクチュエーターによって液室の容積を変化させ、液室内の圧力を変動させることによって、液室の液体を、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（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２０１０−２７４４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような液体吐出装置においては、ノズルからの液体の吐出をより精度よく制御するために、液室内の圧力を、目標とする理想のタイミングで適切に変化させることが望ましい。液室内における圧力変化のタイミングが、そうした目標からずれると、液滴が吐出されるタイミングにずれが生じる可能性や、液体の吐出量が目標値からはずれてしまう可能性がある。また、不要なミストが発生して、ノズルから吐出される液滴の飛行状態や着弾状態が悪化してしまう可能性がある。
【０００５】
しかしながら、通常、液室の圧力を変動させるアクチュエーターの反応速度や動作速度には限界がある。例えば、上記特許文献１においてもアクチュエーターとして用いられているピエゾ素子は、その固有周期より短い周期で駆動させることは困難である。このように、液体吐出装置においては、液室における圧力を、より適切に制御し、ノズルからの液体吐出の制御性を高めることや、液体の吐出状態を良好に保ち、液体吐出の信頼性を高めることについては依然として改良の余地がある。こうした課題は、液室の圧力を変動させるアクチュエーターとしてピエゾ素子を用いている液体吐出装置に限らず、他のアクチュエーターを用いて液室内の圧力を変動させる液体吐出装置に共通する課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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。
【０００７】
［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、液体を収容する液室と；前記液室において開口している流入口を介して前記液室に連通し、前記液室に前記液体を流入させる流入路と；前記液室において開口している連通口を介して前記液室に連通し、前記液室の前記液体を吐出するノズルと；前記液室の内壁面を変位させて、前記液室の容積を変更することによって、前記ノズルから前記液体を吐出させる容積変更部と；前記流入路の容積を変更して、前記流入路の流路抵抗を変化させる流入路抵抗変更部と；を備える。前記液室において、前記連通口は、前記容積変更部によって変位する前記内壁面のうち変位量が最も大きい変位中心部よりも前記流入口側に位置する。
この形態の液体吐出装置によれば、ノズルに連通している連通口が、流入口に近い位置に設けられているため、流入路抵抗変更部の駆動に起因して生じる圧力変化を、ノズルにまで到達させやすい。そのため、容積変更部の駆動に加えて、流入路抵抗変更部の駆動によっても、ノズルから液体を吐出させるための圧力変化を生じさせることができる。よって、容積変更部と流入路抵抗変更部とを連携させて動作させることによって、ノズルから液体を吐出させるための圧力変化を、より高い精度で制御することができる。従って、液体吐出装置におけるノズルからの液体の吐出の制御性や信頼性を高めることができる。
【０００８】
［２］上記形態の液体吐出装置において、前記連通口は、前記液室内の前記変位中心部よりも前記流入口側の領域において、前記変位中心部よりも前記流入口に近い位置に設けられてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、流入路抵抗変更部の駆動によって生じる圧力変化を、よりノズルに到達させやすくすることができる。
【０００９】
［３］上記形態の液体吐出装置において、前記連通口は、前記液室内の前記変位中心部よりも前記流入口側の領域において、前記流入口よりも、前記変位中心部に近い位置に設けられてよい。
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させる際に、容積変更部の駆動によって生じる圧力変化を、よりノズルに到達させやすくすることができる。
【００１０】
［４］上記形態液体吐出装置は、さらに、前記液室から前記液体を流出させる流出路を備えてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、液室内に、流入路から流出路に向かう液体の流れを生じさせることができ、液室における液体の滞留を抑制することができる。また、流出路を介して、液室に入り込んだ気泡を排出させることができる。そのため、そうした液室における液体の滞留や液室内の気泡に起因する吐出不良の発生を抑制することができ、液体吐出の信頼性を高めることができる。
【００１１】
［５］上記形態の液体吐出装置は、前記流出路から流出する前記液体を、前記液室に循環させる循環路を備えてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、液室内に、流入路から流出路に向かう液体の流れを生じさせて液室における液体の滞留を抑制できる一方で、流出路から排出された液体が無駄に消費されてしまうことを抑制することができる。
【００１２】
［６］上記形態の液体吐出装置は、さらに、前記容積変更部と、前記流入路抵抗変更部と、を制御し、前記ノズルから前記液体の液滴を吐出させる吐出処理を実行する制御部を備え、前記制御部は、前記吐出処理において、前記容積変更部に前記液室の容積を低減させることによって、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させ、前記ノズルから前記液体が流出している間に、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の容積を増大させることによって、前記ノズルの前記液体から前記液滴を分離させて飛翔させてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、ノズルから液体が吐出されている間に、流入路の容積を増大させることによって、連通口から流出する液体に対して、流入口の方に戻る吸引力を生じさせることができる。その吸引力によって、ノズル内の液体とノズルから流出している液体との分断を促進させることができ、ノズルから吐出された液体が無駄に尾を引いてしまうことによる吐出不良の発生を抑制することができる。このように、ノズルから液体を吐出させるための力と、ノズルから液滴を分離させるための力とをそれぞれ、容積変更部や流入路抵抗変更部という別々の駆動部に発生させることができるため、吐出処理における液室内の圧力変化の制御性を高めることができる。
【００１３】
［７］上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記吐出処理において、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させるために、前記容積変更部に前記液室の容積を低減させる前に、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の流路抵抗を増大させてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、容積変更部の駆動によって生じる液体吐出のための圧力が、流入路へと逃げてしまうことを抑制することができる。
【００１４】
［８］上記形態の液体吐出装置は、さらに、前記流出路の容積を変更して、前記流出路の流路抵抗を変化させる流出路抵抗変更部と；前記容積変更部と、前記流入路抵抗変更部と、前記流出路抵抗変更部と、を制御し、前記ノズルから前記液体の液滴を吐出させる吐出処理を実行する制御部と；を備え、前記制御部は、前記吐出処理において、前記容積変更部に前記液室の容積を低減させることによって、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させ、前記ノズルから前記液体を流出させている間に、前記流入路抵抗変更部に、前記流入路の容積を増大させることによって、前記ノズルの前記液体から前記液滴を分離させて飛翔させ；前記制御部は、前記吐出処理において、前記ノズルからの前記液体の流出を開始させるために、前記容積変更部に前記液室の容積を低減させる前に、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の流路抵抗を増大させるとともに、前記流出路抵抗変更部に前記流出路の流路抵抗を増大させてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、吐出処理において、ノズルから液体を吐出させるための力と、ノズルから液滴を分離させるための力と、をそれぞれ、容積変更部や流入路抵抗変更部という別々の駆動部に発生させることができる。従って、吐出処理における液室内の圧力変化の制御性を高めることができる。また、ノズルから液体を吐出させる際に、容積変更部の駆動によって生じる液体吐出のための圧力が、流入路や流出路へと逃げてしまうことを抑制することができる。
【００１５】
［９］上記形態の液体吐出装置において、前記制御部は、前記流入路抵抗変更部に前記流入路の容積を低減させるのに伴って、前記容積変更部に前記液室の容積を増大させてよい。
この形態の液体吐出装置によれば、流入路の容積の減少によって押し出された液体が、ノズルからの液体の吐出処理を開始する前に、ノズルから漏れ出てしまうことを抑制できる。よって、ノズルからの余分な液体の漏洩による液体の吐出不良の発生が抑制される。
【００１６】
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。
【００１７】
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、液体吐出装置や液体吐出システム、ヘッドの制御方法、そうした制御方法を実現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を記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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ブロック図。
【図２】第１実施形態におけるヘッド部の内部構成を示す概略断面図。
【図３】第１実施形態における吐出処理のタイミングチャートを示す説明図。
【図４Ａ】第１実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第１の概略図。
【図４Ｂ】第１実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第２の概略図。
【図４Ｃ】第１実施形態の吐出処理におけるヘッド部の動作を示す第３の概略図。
【図５】第２実施形態におけるヘッド部の内部構成を示す概略断面図。
【図６】第３実施形態における液体吐出装置の構成を示す概略ブロック図。
【図７】第３実施形態におけるヘッド部の内部構成を示す概略断面図。
【図８】第３実施形態における吐出処理のタイミングチャートを示す説明図。
【図９】第４実施形態におけるヘッド部の内部構成を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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１００Ａの全体構成を示す概略ブロック図である。液体吐出装置１００Ａは、タンク１０と、圧力調整部１５と、供給路１６と、ヘッド部２０Ａと、制御部２５と、を備える。
【００２０】
タンク１０には液体が収容されている。液体は、例えば、所定の粘度を有するインクである。タンク１０内の液体は、ヘッド部２０Ａに接続されている供給路１６を通じてヘッド部２０Ａに供給される。
【００２１】
圧力調整部１５は、供給路１６に設けられており、供給路１６を通じてヘッド部２０Ａに供給される液体の圧力を予め決められた圧力に調整する。圧力調整部１５は、タンク１０から液体を吸引するポンプや、ヘッド部２０Ａ側の圧力が所定の圧力になるように開閉するバルブなどによって構成される（図示は省略）。ヘッド部２０Ａは、供給路１６から供給された液体を吐出する。ヘッド部２０Ａの動作は、制御部２５により制御される。ヘッド部２０Ａの構成については後述する。
【００２２】
制御部２５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や命令をＣＰＵが読み出して実行することにより、液体吐出装置１００Ａ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。制御部２５は、回路によって構成されていてもよい。
【００２３】
図２は、ヘッド部２０Ａの内部構成を示す概略断面図である。図２は、ノズル３１の中心軸（図示は省略）と流入路４０とを通る切断面におけるヘッド部２０Ａの構成を模式的に表している。ヘッド部２０Ａは、液室３０と、ノズル３１と、流入路４０と、を備える。
【００２４】
液室３０は、ヘッド部２０Ａの金属製の筐体２１内に設けられている。液室３０は、内壁面３０ｗに囲まれた部屋として構成されており、液体ＬＱを収容する空間を有する。ノズル３１は、液室３０の液体ＬＱを、液滴ＤＲとして、ヘッド部２０Ａの外部へと吐出する。ノズル３１は、ヘッド部２０Ａの筐体２１を貫通する貫通孔として形成されている。ノズル３１は、液室３０の内壁面３０ｗのひとつである底壁面３２において開口する連通口３３を介して、液室３０に連通している。第１実施形態では、ノズル３１は重力方向に沿って開口している。なお、ヘッド部２０Ａは、ノズル３１と液室３０とをそれぞれ２つ以上、備えていてもよい。
【００２５】
流入路４０は、ヘッド部２０Ａの筐体２１内に設けられた液体ＬＱの流路である。流入路４０は、液室３０において開口している流入口４１を介して液室３０に連通している。流入路４０は、供給路１６（図１）と液室３０とを接続し、供給路１６から供給される液体ＬＱを、流入口４１を介して液室３０に流入させる。第１実施形態では、流入路４０は、液室３０に対して、上方から接続されており、流入口４１は、液室３０の上壁面３４において、重力方向に沿って開口している。
【００２６】
ヘッド部２０Ａは、さらに、容積変更部３５と、流入路抵抗変更部５０と、を備える。容積変更部３５は、制御部２５（図１）の制御下において、液室３０の容積を変更することによって、ノズル３１から液体ＬＱの液滴ＤＲを吐出させる。容積変更部３５は、第１駆動室３６に収容されている。第１駆動室３６は、ヘッド部２０Ａの筐体２１内において液室３０の上方に設けられた部屋である。液室３０と第１駆動室３６とは、ダイヤフラム３７によって、互いに気密に隔てられている。
【００２７】
ダイヤフラム３７は、液室３０の内壁面３０ｗのひとつである上壁面３４の一部を構成している。第１実施形態では、ダイヤフラム３７は、金属製の薄膜状部材によって構成されている。ダイヤフラム３７は、弾性ゴムなどの他の撓み変形可能な薄膜状部材によって構成されてもよい。
【００２８】
容積変更部３５は、ダイヤフラム３７の上面に連結されており、ダイヤフラム３７に外力を付与して撓み変形させる。第１実施形態では、容積変更部３５は、ピエゾ素子によって構成されており、自身が上下方向に伸縮変形することによって、ダイヤフラム３７を、上下に撓み変形させる。上述したように、ダイヤフラム３７は液室３０の内壁面３０ｗの一部を構成している。ダイヤフラム３７が撓み変形すると、液室３０の容積が変動する。このように、容積変更部３５は、液室３０の上壁面３４の一部であるダイヤフラム３７を上下方向に変位させることによって、液室３０の容積を変更する。
【００２９】
図２には、ダイヤフラム３７が撓み変形していない平坦な状態が例示されている。以下、このときの容積変更部３５の伸縮方向における長さを、容積変更部３５の「基準長」とも呼び、液室３０の容積を「基準容積」とも呼ぶ。容積変更部３５が基準長から伸長変形したときに、液室３０の容積は基準容積から減少する。一方、容積変更部３５が基準長から収縮変形したときに、液室３０の容積は基準容積から増大する。
【００３０】
流入路抵抗変更部５０は、流入路４０に設けられている。流入路抵抗変更部５０は、制御部２５（図１）の制御下において、流入路４０の容積を変更することによって、流入路４０の流路抵抗を変化させ、液室３０と流入路４０との間の液体ＬＱの流れを制御する。流入路抵抗変更部５０は、駆動部５１と、弁体５２と、を有する。
【００３１】
駆動部５１は、第２駆動室５３に収容されている。第２駆動室５３は、ヘッド部２０Ａの筐体２１内に設けられた部屋である。第１実施形態では、第２駆動室５３は、流入路４０の上方に設けられている。また、第２駆動室５３は、液室３０の上方において、第１駆動室３６と水平方向に隣り合って設けられている。流入路４０と第２駆動室５３とは、直線状に延びている貫通孔５４によって連通している。
【００３２】
弁体５２は、金属製の柱状の部材である。弁体５２は、上記の貫通孔５４を介して流入路４０と第２駆動室５３とに跨がって配置されている。以下、弁体５２の流入路４０側の端部５６を「先端部５６」と呼び、第２駆動室５３側の端部５６を「後端部５７」と呼ぶ。第１実施形態では、弁体５２は、先端部５６を下方とし、後端部５７を上方として、その長手方向が重力方向に沿うように配置されている。第１実施形態では、弁体５２の先端部５６は半球形状の凸部として構成されている。なお、流入路４０内に配置されている弁体５２の表面は、流入路４０の内壁面の一部を構成していると解釈できる。
【００３３】
駆動部５１は、弁体５２の後端部５７の連結されており、弁体５２に外力を付与して、弁体５２を、その長手方向に沿って変位させる。第１実施形態では、駆動部５１は、ピエゾ素子によって構成されており、第２駆動室５３内において上下方向に伸縮することによって、弁体５２を上下にピストン運動させる。なお、貫通孔５４内には、弁体５２の側面と接触して、第２駆動室５３を気密にシールするシール部材が配置されている（図示は省略）。弁体５２は、当該シール部の内周面を擦りながらピストン運動する。
【００３４】
図２には、駆動部５１が収縮変形して、弁体５２が流入路４０に突出している長さが最も短くなっている状態が例示されている。この状態から駆動部５１が伸長すると、弁体５２が下方に移動して、弁体５２が流入路４０に突出している長さが増大し、流入路４０の容積が低減される。このように、流入路抵抗変更部５０では、駆動部５１が伸長することによって、流入路４０の容積が低減されて、流入路４０の流路抵抗が増大する。逆に、駆動部５１が収縮することによって、流入路４０の容積が増大して、流入路４０の流路抵抗が低減される。
【００３５】
第１実施形態では、流入路４０は、弁座部４３を有している。弁座部４３は、弁体５２の先端部５６と対向する位置に設けられている。弁座部４３は、弁体５２が流入路４０に突出するように移動するときの移動方向に徐々に径が縮小するテーパー部として構成されている。第１実施形態では、弁座部４３の下方に、流入口４１が設けられている。弁体５２は、流入路４０に最も突出したときに、その先端部５６が弁座部４３の内壁面に接触して、流入路４０を閉塞する。このように、第１実施形態では、流入路抵抗変更部５０は、流入路４０の流路抵抗が増大する方向に弁体５２を移動させて、流入路４０を閉じる。また、流入路４０の流路抵抗が低減される方向に弁体５２を移動させて、流入路４０を開く。
【００３６】
第１実施形態では、流入路抵抗変更部５０における駆動部５１の伸縮変形量は、容積変更部３５の伸縮変形量よりも大きい。流入路抵抗変更部５０の駆動部５１の伸縮変形量は、例えば、容積変更部３５の伸縮変形量の数倍〜数十倍程度としてもよい。第１実施形態では、伸縮変形量が大きい流入路抵抗変更部５０の駆動部５１が、その伸縮変形に起因して座屈することを抑制するために、当該駆動部５１の伸縮方向に直交する幅方向の長さが、容積変更部３５よりも大きく構成されている。
【００３７】
第１実施形態のヘッド部２０Ａでは、ノズル３１の連通口３３は、液室３０において、容積変更部３５によって変位する内壁面３０ｗであるダイヤフラム３７の変位中心部３７ｃよりも流入口４１側に位置している。変位中心部３７ｃは、ダイヤフラム３７のうちで変位量が最も大きい部位である。第１実施形態では、ダイヤフラム３７に当接する容積変更部３５の先端部が平坦であるため、変位中心部３７ｃは、ダイヤフラム３７において容積変更部３５が当接している部位である。なお、ダイヤフラム３７に当接する容積変更部３５の先端部が半球形状を有している場合など、容積変更部３５の先端部に、容積変更部３５の中心軸上において突起する突起部が設けられている場合には、変位中心部３７ｃは、容積変更部３５の中心軸とダイヤフラム３７とが交差する部位である。
【００３８】
このように、第１実施形態のヘッド部２０Ａでは、ノズル３１の連通口３３が、流入路４０の流入口４１に近い位置に設けられている。そのため、流入路抵抗変更部５０による流入路４０の容積を変更する動作に起因して流入路４０内に生じる圧力変化を、液室３０のノズル３１にまで到達させやすく、その圧力変化を、ノズル３１から液滴ＤＲを吐出させせる駆動力として利用することができる。よって、流入路抵抗変更部５０を、容積変更部３５と連携させて駆動することによって、ノズル３１から液滴ＤＲを吐出させるための圧力の発生タイミングを、よりきめ細かく制御することができる。そして、液体吐出装置１００Ａにおける液滴ＤＲの吐出の制御性や信頼性を高めることができる。液体吐出装置１００Ａにおいて実行される液滴ＤＲの吐出処理の一例については後述する。
【００３９】
第１実施形態では、ノズル３１の連通口３３は、ダイヤフラム３７の下方領域から外れた位置に設けられている。また、第１実施形態では、連通口３３は、液室３０内の変位中心部３７ｃよりも流入口４１側の領域において、変位中心部３７ｃよりも流入口４１に近い位置に設けられている。これによって、流入路抵抗変更部５０の動作に起因して生じる圧力変化を、ノズル３１にまで、より到達させやすくなっている。
【００４０】
第１実施形態のヘッド部２０Ａでは、容積変更部３５および流入路抵抗変更部５０は、液室３０の上方において、水平方向に隣り合う部位を有して配列されている。また、第１実施形態のヘッド部２０Ａでは、ノズル３１の連通口３３は、水平方向において、容積変更部３５の配置領域から、流入路抵抗変更部５０の駆動部５１の配置領域側にずれた位置に設けられている。
【００４１】
こうした構成を有することによって、駆動部５１の幅方向における長さを、容積変更部３５の配置領域と干渉しない範囲で限界まで大きく構成したとしても、ノズル３１を、流入路抵抗変更部５０の動作による圧力変動を到達させやすい位置に設けることができる。よって、駆動部５１の伸縮変形による座屈の発生が抑制されるように駆動部５１を大型化することができ、その耐久性を高めることができる。
【００４２】
図２、図３、図４Ａ〜図４Ｃを参照して、液体吐出装置１００Ａに好適な液滴ＤＲの吐出処理の一例を説明する。図３には、容積変更部３５による液室３０の容積の変更タイミングと、流入路抵抗変更部５０による流入路４０の流路抵抗の変更タイミングと、を示すタイミングチャートである。図４Ａ〜図４Ｃは、第１実施形態の吐出処理におけるヘッド部２０Ａの動作を時系列で示す概略図である。
【００４３】
制御部２５は、ノズル３１から液滴ＤＲを吐出させる吐出処理の実行開始前に、ヘッド部２０Ａを、図２に示す初期状態にする。この初期状態では、制御部２５は、圧力調整部１５（図１）によって、液室３０の圧力を、ノズル３１のメニスカス耐圧以下の予め決められた基準圧力に調整する。また、制御部２５は、液室３０の容積を上述した基準容積にし、流入路抵抗変更部５０によって、流入路４０を開いた状態にする。図３では、基準容積はＶａである。
【００４４】
図３、図４Ａを参照して、吐出処理の第１工程を説明する。制御部２５は、まず、流入路抵抗変更部５０によって、流入路４０が閉塞されるように、流入路４０の流路抵抗を増大させる（図３の時刻ｔ０〜ｔ１）。また、流入路抵抗変更部５０に流入路４０の容積を低減させるのに伴って、容積変更部３５によってダイヤフラム３７を上方に撓み変形させて、液室３０の容積を基準容積Ｖａから容積Ｖｂまで増大させる。以下、容積Ｖｂを「吐出前容積Ｖｂ」とも呼ぶ。
【００４５】
流入路抵抗変更部５０によって流入路４０の容積を低減させると、図４Ａにおいて破線矢印ＦＬ１で示すように、液室３０に、流入路４０における容積の減少分に応じた液体ＬＱが押し出される。そこで、容積変更部３５の容積を吐出前容積Ｖｂまで増大させることによって、図４Ａにおいて破線矢印ＦＬ２で示すように、流入路４０から押し出された量に相当する液体ＬＱを受け入れることができるバッファー空間を液室３０に生じさせる。これによって、流入路抵抗変更部５０による流入路４０の容積を低減させる動作に起因してノズル３１のメニスカスが破壊され、ノズル３１から液体ＬＱが流出してしまうことが抑制される。
【００４６】
なお、基準容積Ｖａから吐出前容積Ｖｂへの増加分は、液室３０を液体ＬＱで満たした状態で容積変更部３５を駆動することなく、流入路４０を開いた状態から閉じた状態にしたときに、連通口３３から流出する液体ＬＱの体積以上であることが望ましい。第１工程において、容積変更部３５が液室３０の容積を増大させるタイミングや速度は、流入路抵抗変更部５０が流入路４０の容積を低減するタイミングや速度と異なっていてもよい。それらのタイミングや速度は、液体ＬＱの種類や、ヘッド部２０Ａ内における液体ＬＱの流路の形状などによって予め決められればよい。
【００４７】
図３、図４Ｂを参照して、吐出処理の第２工程を説明する。第２工程（図３の時刻ｔ２〜ｔ３）では、制御部２５は、容積変更部３５に液室３０の容積を低減させることによって、ノズル３１からの液体ＬＱの流出を開始させる。制御部２５は、時刻ｔ１から予め決められた時間が経過した後、容積変更部３５を瞬発的に伸長変形させ、液室３０の容積を低減させる。第２工程が開始される前の時刻ｔ１〜ｔ２の期間は、容積変更部３５の固有周期以上の期間である。第１実施形態では、第２工程において、液室３０の容積は基準容積Ｖａまで低減される。
【００４８】
時刻ｔ２〜ｔ３における液室３０の容積の低減によって、液室３０の圧力が増大する。これによって、図４Ｂにおいて破線矢印ＦＬ３で示すように、液室３０の液体ＬＱがノズル３１の方へと押し出され、ノズル３１からの液体ＬＱの流出が開始される。なお、第２工程では、液室３０の容積は、基準容積Ｖａまで低減されなくてもよい。液室３０の容積は、基準容積Ｖａよりも小さい容積まで低減されてもよい。第２工程における液室３０の容積の減少量は、液滴ＤＲの目標サイズに応じて決められればよい。
【００４９】
第１実施形態では、第２工程の前に、上述した第１工程において、流入路抵抗変更部５０によって流入路４０の容積が低減されている。つまり、制御部２５は、ノズル３１からの液体ＬＱの流出を開始させるために、容積変更部３５に液室３０の容積を低減させる前に、流入路抵抗変更部５０に流入路４０の容積を低減させている。このように、流入路４０が、流入路抵抗変更部５０によって流路抵抗が高い状態にされているため、第２工程では、容積変更部３５によって増大させた圧力が、流入路４０の方へと逃げてしまうことが抑制される。よって、ノズル３１から液体ＬＱを流出させるための圧力がノズル３１まで効率的に伝達される。
【００５０】
図３、図４Ｃを参照して、吐出処理の第３工程を説明する。制御部２５は、容積変更部３５が液室３０の容積を低減させた後、ノズル３１から液体ＬＱが流出している間に、流入路抵抗変更部５０に、流入路４０の容積を増大させる（図３の時刻ｔ４〜ｔ５）。「ノズル３１から液体ＬＱが流出している間」とは、ノズル３１から液体ＬＱが尾を引くように垂下している状態が継続されている間を意味している。
【００５１】
流入路４０の容積を増大させると、図４Ｃにおいて破線矢印ＦＬ４で示すように、液室３０内には、一時的に、流入路４０の方へと液体ＬＱを吸引する方向に働く圧力が生じる。この圧力が、ノズル３１の液体ＬＱと、ノズル３１から流出している液体ＬＱと、を分離させる方向に働き、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させて飛翔させることができる。
【００５２】
第１実施形態のヘッド部２０Ａでは、上述したように、ノズル３１が流入路４０の流入口４１に近い位置に設けられている。そのため、第３工程において、流入路４０の容積を増大させることによって生じる上記の液室３０の液体ＬＱを流入路４０の方へと吸引する圧力を、ノズル３１の液体ＬＱにまで到達させやすい。よって、流入路抵抗変更部５０による流入路４０の容積を増大させる動作によって、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させやすくなっている。
【００５３】
特に、第１実施形態では、上述したように、連通口３３が、ダイヤフラム３７の変位中心部３７ｃよりも流入口４１に近い位置に設けられているため、流入路抵抗変更部５０の動作によって生じる圧力変化の作用をノズル３１にまで、より到達させやすくなっている。よって、流入路抵抗変更部５０の動作によるノズル３１の液体ＬＱからの液滴ＤＲの分離を、さらに効率的に実行することができる。
【００５４】
第１実施形態の液体吐出装置１００Ａによれば、吐出処理において、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させるための圧力変化を、流入路抵抗変更部５０の動作によって生じさせている。従って、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させるための圧力変化を、容積変更部３５の固有周期よりも短い早いタイミングで発生させることができる。このように、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させるための圧力変化を、容積変更部３５の動作性能にかかわらず、より好適なタイミングで発生させることができ、ノズル３１からの液滴ＤＲの吐出の制御性が高められている。また、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させるタイミングを、より精度よく制御できることによって、液滴ＤＲが無駄に尾を引いてしまうことが抑制され、不要なミストの発生や、液滴ＤＲの形状の崩れなどが抑制される。よって、液滴ＤＲの飛行状態や着弾状態が劣化してしまうことが抑制され、ヘッド部２０Ａによる液滴ＤＲの吐出の信頼性が高められる。
【００５５】
以上のように、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａによれば、ノズル３１が、液室３０内において、流入路抵抗変更部５０の動作によって生じる圧力変動が到達しやすい位置に設けられている。よって、容積変更部３５の動作と流入路抵抗変更部５０の動作とを連携させて、ノズル３１からの液滴ＤＲの吐出を、よりきめ細かく制御することができ、ヘッド部２０Ａによる液滴ＤＲの吐出の制御性や信頼性が高められる。その他に、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａによれば、上記の第１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。
【００５６】
Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂが備えるヘッド部２０Ｂの内部構成を示す概略断面図である。第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂの構成は、第１実施形態のヘッド部２０Ａの代わりに、第２実施形態のヘッド部２０Ｂを備えている点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａ（図１）の構成とほぼ同じである。第２実施形態のヘッド部２０Ｂの構成は、液室３０におけるノズル３１およびその連通口３３の形成位置が異なっている点以外は、第１実施形態のヘッド部２０Ａ（図２）の構成とほぼ同じである。第２実施形態の液体吐出装置１００Ｂでは、制御部２５は、第１実施形態で説明したのと同様な吐出処理（図３）を実行する。
【００５７】
第２実施形態のヘッド部２０Ｂでは、連通口３３は、ダイヤフラム３７の変位中心部３７ｃよりも流入口４１側の領域において、流入口４１よりも、ダイヤフラム３７の変位中心部３７ｃに近い位置に設けられている。これによって、第２実施形態のヘッド部２０Ｂでは、容積変更部３５によって発生する圧力変化を、第１実施形態のヘッド部２０Ａよりも、ノズル３１に到達させやすい。よって、ノズル３１から液体ＬＱを流出させるために、容積変更部３５が発生させる圧力を、ノズル３１まで、効率的に到達させることができる。その他に、第２実施形態の１００Ｂによれば、第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００５８】
Ｃ．第３実施形態：
図６は、第３実施形態における液体吐出装置１００Ｃの全体構成を示す概略ブロック図である。第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃは、以下に説明する点以外は、第１実施形態の液体吐出装置１００Ａ（図１）の構成ほぼ同じである。液体吐出装置１００Ｃは、圧力調整部１５の代わりに、加圧ポンプ６０を備えており、第１実施形態のヘッド部２０Ａの代わりに第３実施形態のヘッド部２０Ｃを備えている。また、液体吐出装置１００Ｃには、排出路６１と、液体貯留部６３と、負圧発生源６４と、循環路６５と、が追加されている。
【００５９】
加圧ポンプ６０は、タンク１０内の液体を、供給路１６を通じてヘッド部２０Ｃに供給する。ヘッド部２０Ｃの構成については後述する。排出路６１は、ヘッド部２０Ｃと液体貯留部６３とを接続している。ヘッド部２０Ｃによって吐出されなかった液体は、排出路６１を通じて液体貯留部６３に排出される。液体貯留部６３には、負圧発生源６４が接続されている。負圧発生源６４は、液体貯留部６３内を負圧にすることにより、排出路６１を通じてヘッド部２０Ｃから液体を吸引する。負圧発生源６４は、各種のポンプによって構成される。
【００６０】
液体吐出装置１００Ｃでは、加圧ポンプ６０および負圧発生源６４が、供給路１６と排出路６１とに差圧を発生させてヘッド部２０Ｃ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６０および負圧発生源６４のいずれか一方を省略して、加圧ポンプ６０または負圧発生源６４のいずれか単体で液体供給部を構成してもよい。
【００６１】
循環路６５は、ヘッド部２０Ｃの流出路７０から流出する液体を、ヘッド部２０Ｃの液室３０に循環させるための流路である。循環路６５は、液体貯留部６３とタンク１０とを接続している。ヘッド部２０Ｃの流出路７０から排出され、排出路６１を通じて液体貯留部６３に貯留された液体は、循環路６５を通じてタンク１０に戻され、再び、加圧ポンプ６０によってヘッド部２０Ｃの液室３０に供給される。ヘッド部２０Ｃの流出路７０および液室３０は、後に参照する図７に図示されている。なお、循環路６５には、液体貯留部６３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。
【００６２】
液体吐出装置１００Ｃでは、循環路６５を備えていることによって、ヘッド部２０Ｃから流出した液体ＬＱを再利用することができる。よって、液体ＬＱが無駄に消費されてしまうことを抑制することができ、液体ＬＱの利用効率が高められている。なお、液体貯留部６３やタンク１０には、再利用される液体ＬＱの濃度や粘度、温度など、種々の状態を調整する調整部が設けられていてもよい。また、排出路６１や循環路６５には、液体ＬＱに含まれる気泡や異物を除去するためのフィルター部が設けられていてもよい。
【００６３】
図７は、第３実施形態のヘッド部２０Ｃの内部構成を示す概略断面図である。図７は、ノズル３１の中心軸と流入路４０と流出路７０とを通る切断面におけるヘッド部２０Ｃの構成を模式的に表している。図７では、図２と同様に、容積変更部３５が基準長の長さで、液室３０の容積が基準容積であり、流入路抵抗変更部５０によって流入路４０が開放されているときの状態が例示されている。
【００６４】
第３実施形態のヘッド部２０Ｃの構成は、流出路７０と、流出路抵抗変更部８０と、が追加されている点以外は、第１実施形態のヘッド部２０Ａ（図２）の構成とほぼ同じである。なお、ヘッド部２０Ｃは、ノズル３１と液室３０とそれぞれ２つ以上、備えていてもよい。ヘッド部２０Ｃでは、液室３０において、ノズル３１に連通している連通口３３は、変位中心部３７ｃよりも、流入路４０に連通している流入口４１側に位置する。また、連通口３３は、変位中心部３７ｃよりも流入口４１側の領域において、ダイヤフラム３７の変位中心部３７ｃよりも流入口４１に近い位置に設けられている。
【００６５】
流出路７０はヘッド部２０Ｃの筐体２１内に設けられ、排出路６１（図６）に接続されている流路である。流出路７０は、液室３０において開口している流出口７１を介して液室３０に接続され、液室３０から液体ＬＱを流出させる。第３実施形態では、流出路７０および流出口７１は、ヘッド部２０Ｃにおいて、水平方向において、容積変更部３５および変位中心部３７ｃを挟んで、流入路４０および流入口４１とは反対側の領域に設けられている。また、流出路７０は、液室３０に対して、上方から接続されており、流出口７１は、液室３０の上壁面３４において、重力方向に沿って開口している。
【００６６】
液体吐出装置１００Ｃでは、吐出されなかった液体ＬＱが、流出路７０を通じて、ヘッド部２０Ｃから排出される。これによって、液室３０において、流入路４０から流出路７０へと向かう液体ＬＱの流れを生じさせることができる。よって、ヘッド部２０Ｃ内での液体ＬＱ内の沈降成分の堆積や液体の蒸発に伴う液体の濃度変化など、ヘッド部２０Ｃにおける液体ＬＱの滞留によって生じる液体ＬＱの劣化が抑制される。そのため、そうした液室３０の液体ＬＱの劣化に起因するノズル３１からの液滴ＤＲの吐出不良の発生が抑制される。また、液体吐出装置１００Ｃでは、液室３０に外気が入り込んで生成された気泡を、液体ＬＱとともに、流出路７０から排出させることができる。よって、液室３０の気泡に起因するノズル３１からの液滴ＤＲの吐出不良の発生が抑制される。
【００６７】
流出路抵抗変更部８０は、流出路７０に設けられている。流出路抵抗変更部８０は、制御部２５（図６）の制御下において、流出路７０の容積を変更することによって、流出路７０の流路抵抗を変化させ、流出路７０と液室３０との間の液体ＬＱの流れを制御する。流出路抵抗変更部８０は、駆動部８１と、弁体８２と、を有する。流出路抵抗変更部８０の駆動部８１および弁体８２は、流入路抵抗変更部５０の駆動部５１および弁体８２と同様な構成を有している。流出路抵抗変更部８０の駆動部８１は、第３駆動室８３に収容されている。
【００６８】
第３駆動室８３は、ヘッド部２０Ｃの筐体２１内に設けられた部屋である。第３駆動室８３は、流出路７０の上方に設けられている。第３駆動室８３は、液室３０の上方に設けられており、水平方向において、容積変更部３５の第１駆動室３６を挟んで、流入路抵抗変更部５０の第２駆動室５３とは反対側の領域に設けられている。第３駆動室８３と流出路７０とは、直線状に延びている貫通孔８４によって連通している。弁体８２は、先端部８６が流出路７０に露出するように、貫通孔８４に配置されている。貫通孔８４内には、流入路抵抗変更部５０の貫通孔５４と同様に、シール部材が配置されている（図示は省略）。なお、流出路７０内に配置されている弁体８２の表面は、流出路７０の内壁面の一部を構成していると解釈できる。
【００６９】
流出路抵抗変更部８０では、弁体８２の後端部８７に連結されている駆動部８１が、上下方向に伸縮変形することによって、弁体８２を上下にピストン運動させる。駆動部８１が収縮変形して、弁体８２が流出路７０に突出している長さが最も短くなっている図７に例示されている状態から、駆動部８１が伸長変形すると、弁体８２が下方に移動し、弁体８２が流出路７０に突出している長さが増大する。そのため、その分だけ、流出路７０の容積が低減され、流出路７０の流路抵抗が増大する。このように、流出路抵抗変更部８０では、駆動部８１が伸長変形することによって、流出路７０の容積が低減されて、流出路７０の流路抵抗が増大する。逆に、駆動部８１が収縮変形することによって、流出路７０の容積が増大して、流出路７０の流路抵抗が低減される。
【００７０】
第３実施形態では、流出路７０は、流入路４０の弁座部４３と同様な弁座部７３を有している。弁座部７３は、流出路抵抗変更部８０の弁体８２の先端部８６と対向する位置に設けられている。第３実施形態では、弁座部７３の下方に、流出口７１が設けられている。弁体８２は、流出路７０に最も突出したときに、その先端部８６が弁座部７３の内壁面に接触して、流出路７０を閉塞する。このように、第３実施形態では、流出路抵抗変更部８０は、流入路４０の流路抵抗が増大する方向に弁体８２を移動させて、流出路７０を閉じる。また、流入路４０の流路抵抗が低減される方向に弁体８２を移動させて、流出路７０を開く。
【００７１】
図８を参照して、液体吐出装置１００Ｃに好適な液滴ＤＲの吐出処理の一例を説明する。図８は、当該吐出処理のタイミングチャートを示す説明図であり、流出路抵抗変更部８０による流出路７０の流路抵抗の変更タイミングが追加されている点以外は、図３とほぼ同じである。第３実施形態の吐出処理では、制御部２５は、以下において特に説明しない限り、第１実施形態で説明したのとほぼ同様な処理を実行する。
【００７２】
制御部２５は、吐出処理の実行開始前に、ヘッド部２０Ｃを、図７に示す初期状態にする。この初期状態では、液室３０は、基準容積Ｖａであり、流入路４０と流出路７０とは、流路抵抗が大きい閉じられた状態である。
【００７３】
吐出処理の第１工程（図８の時刻ｔ０〜ｔ１）では、制御部２５は、流入路抵抗変更部５０に流入路４０の流路抵抗を増大させて流入路４０を閉塞させるとともに、流出路抵抗変更部８０に流出路７０の流路抵抗を増大させて流出路７０を閉塞させる。制御部２５は、流入路抵抗変更部５０に流入路４０の容積を低減させ、流出路抵抗変更部８０に流出路７０の容積を低減させるのに伴って、容積変更部３５に液室３０の容積を基準容積Ｖａから吐出前容積Ｖｂまで増大させる。これによって、流入路４０および流出路７０における容積の減少によって、流入路４０および流出路７０から押し出された液体ＬＱを受け入れるためのバッファー空間が、液室３０に形成される。従って、流入路抵抗変更部５０および流出路抵抗変更部８０の動作に起因してノズル３１のメニスカスが破壊され、ノズル３１から液体ＬＱが流出してしまうことが抑制される。
【００７４】
なお、基準容積Ｖａから吐出前容積Ｖｂへの増加分は、液室３０を液体ＬＱで満たした状態で容積変更部３５を駆動することなく、流入路４０と流出路７０を開かれた状態から閉じたときに、連通口３３から流出する液体ＬＱの体積以上であることが望ましい。第１工程において、容積変更部３５が液室３０の容積を増大させるタイミングや速度、流出路抵抗変更部８０が流出路７０の容積を低減するタイミングや速度、流入路抵抗変更部５０が流入路４０の容積を低減するタイミングや速度は、それぞれ異なっていてもよい。それらのタイミングや速度は、液体ＬＱの種類や、ヘッド部２０Ｃ内における液体ＬＱの流路の形状などによって予め決められればよい。
【００７５】
第１工程の後、第２工程（図８の時刻ｔ２〜ｔ３）において、第１実施形態で説明したのと同様に、制御部２５は、容積変更部３５に液室３０の容積を低減させることによって、ノズル３１からの液体ＬＱの流出を開始させる。上述したように、制御部２５は、ノズル３１からの液体ＬＱの流出を開始させるために容積変更部３５に液室３０の容積を低減させる前に、流入路抵抗変更部５０に流入路４０の容積を低減させ、流出路抵抗変更部８０に流出路７０の容積を低減させている。このように、流入路４０と流出路７０とが事前に流路抵抗が高い状態にされているため、第２工程では、容積変更部３５によって増大させた圧力が、流入路４０や流出路７０の方へと逃げてしまうことが抑制される。よって、ノズル３１から液体ＬＱを流出させるための圧力がノズル３１まで効率的に伝達される。
【００７６】
第３工程（図８の時刻ｔ４〜ｔ５）では、制御部２５は、ノズル３１から液体ＬＱが流出している間に、流入路抵抗変更部５０に流入路４０の容積を増大させ、流出路抵抗変更部８０に流出路７０の容積を増大させる。流入路４０および流出路７０の容積を増大させると、液室３０内には、一時的に、流入路４０および流出路７０の方へと液体ＬＱを吸引する方向に働く圧力が生じる。この圧力が、ノズル３１の液体ＬＱと、ノズル３１から流出している液体ＬＱと、を分離させる方向に働き、ノズル３１の液体ＬＱから液滴ＤＲを分離させて飛翔させることができる。なお、第３工程では、流出路抵抗変更部８０による流出路７０の容積を増大させる動作は省略されてもよい。
【００７７】
ヘッド部２０Ｃでは、第１実施形態のヘッド部２０Ａと同様に、ノズル３１が流入路４０の流入口４１に近い位置に設けられている。そのため、第３工程において、流入路４０の容積を増大させることによって生じる上記の液室３０の液体ＬＱを流入路４０の方へと吸引する圧力が、ノズル３１の液体ＬＱにまで到達しやすい。また、ヘッド部２０Ｃでは、第１実施形態のヘッド部２０Ａと同様に、連通口３３が、ダイヤフラム３７の変位中心部３７ｃよりも流入口４１に近い位置に設けられている。そのため、流入路抵抗変更部５０の動作によって生じる圧力変化の作用をノズル３１にまで、より到達させやすくなっている。
【００７８】
以上のように、第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃによれば、ノズル３１を流入口４１に近い位置に設けていることによって、ヘッド部２０Ｃによる液滴ＤＲの吐出の制御性や信頼性が高められている。また、ヘッド部２０Ｃに流出路７０が設けられていることによって、液室３０の気泡の排出や、液室３０における液体ＬＱの滞留が抑制されている。さらに、循環路６５によって、流出路７０から流出させた液体ＬＱをヘッド部２０Ｃに循環させることができるため、液体ＬＱの利用効率が高められている。その他に、第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃによれば、上記第１実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００７９】
Ｄ．第４実施形態：
図９は、第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄが備えるヘッド部２０Ｄの内部構成を示す概略断面図である。第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄの構成は、第３実施形態のヘッド部２０Ｃの代わりに、第４実施形態のヘッド部２０Ｄを備えている点以外は、第３実施形態の液体吐出装置１００Ｃ（図６）の構成とほぼ同じである。第４実施形態のヘッド部２０Ｄの構成は、液室３０におけるノズル３１およびその連通口３３の形成位置が異なっている点以外は、第３実施形態のヘッド部２０Ｃ（図７）の構成とほぼ同じである。第４実施形態の液体吐出装置１００Ｄでは、制御部２５は、第３実施形態で説明したのと同様な吐出処理（図８）を実行する。
【００８０】
第４実施形態のヘッド部２０Ｄでは、第２実施形態のヘッド部２０Ｂと同様に、連通口３３は、液室３０内の変位中心部３７ｃよりも流入口４１側の領域において、流入口４１よりも、ダイヤフラム３７の変位中心部３７ｃに近い位置に設けられている。これによって、第４実施形態のヘッド部２０Ｄでは、容積変更部３５によって発生する圧力変化を、第３実施形態のヘッド部２０Ｃよりも、ノズル３１に到達させやすい。よって、ノズル３１から液体ＬＱを流出させるために、容積変更部３５が発生させる圧力を、ノズル３１まで、効率的に到達させることができる。その他に、第４実施形態の１００Ｄによれば、上記の各実施形態で説明したのと同様な種々の作用効果を奏することができる。
【００８１】
Ｅ．他の実施形態：
上記の各実施形態で説明した種々の構成は、例えば、以下のように改変することが可能である。以下に説明する他の実施形態はいずれも、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。
【００８２】
Ｅ１．他の実施形態１：
上記の各実施形態において、容積変更部３５や、流入路抵抗変更部５０の駆動部５１、流出路抵抗変更部８０の駆動部８１は、ピエゾ素子によって構成されている。これに対して、容積変更部３５および各駆動部５１，８１は、ピエゾ素子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３５および各駆動部５１，８１は、例えば、エアシリンダーやソレノイド、磁歪素子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。
【００８３】
Ｅ２．他の実施形態２：
上記の各実施形態では、容積変更部３５は、液室３０の内壁面３０ｗの一部を構成しているダイヤフラム３７を撓み変形させて、液室３０の容積を変更している。これに対して、容積変更部３５は、他の構成によって、液室３０の容積を変更してもよい。容積変更部３５は、例えば、液室３０の壁部の一部を構成している弁体を、ピストン運動させることによって、液室３０の容積を変更する構成であってもよい。
【００８４】
Ｅ３．他の実施形態３：
上記の各実施形態において、流入路抵抗変更部５０は、流入路４０を開閉するように動作している。しかしながら、流入路抵抗変更部５０は、流入路４０を完全に閉塞した状態や開放した状態にしなくてもよい。流入路抵抗変更部５０は、流入路４０の容積を変更する動作によって、流入路４０の流路抵抗を変化させればよい。この場合、流入路４０の弁座部４３は省略されてもよい。流出路抵抗変更部８０および流出路７０の弁座部７３についても同様である。なお、上記の各実施形態において、流入路抵抗変更部５０による流入路４０の容積を変更する動作は、流入路４０の流路断面積を変更する構成であると解釈することもできる。流出路抵抗変更部８０による流出路７０の容積を変更する動作についても同様である。
【００８５】
Ｅ４．他の実施形態４：
上記各実施形態において、流入路抵抗変更部５０は、駆動部５１によって弁体５２を変位させて、流入路４０の容積を変更し、流入路４０の流路抵抗を変化させている。これに対して、流入路抵抗変更部５０は、上記の各実施形態での構成以外の構成によって、流入路４０の容積を変更し、流入路４０の流路抵抗を変化させてもよい。例えば、流入路抵抗変更部５０は、容積変更部３５のように、流入路４０の内壁面の一部を構成するダイヤフラムを撓み変形させて流入路４０の容積を変更してもよい。また、流入路抵抗変更部５０は、流入路４０を横切るように移動するシャッター壁部によって、流入路４０の容積を変化させて、流入路４０の流路抵抗を変化させる構成であってもよい。流出路抵抗変更部８０においても、同様な構成の改変が適用されてもよい。
【００８６】
Ｅ５．他の実施形態５：
上記の各実施形態において、ノズル３１の連通口３３は、ダイヤフラム３７の下方領域から外れた位置に設けられている。これに対して、ノズル３１の連通口３３は、ダイヤフラム３７の下方領域内に設けられていてもよい。ノズル３１の連通口３３は、ダイヤフラム３７の下方領域内において、ダイヤフラム３７の変位中心部３７ｃよりも流入口４１側に位置していればよい。
【００８７】
Ｅ６．他の実施形態６：
上記の各実施形態において、流入路４０は、液室３０の上方に設けられ、流入口４１は、液室３０の上壁面３４において開口している。これに対して、流入路４０は、液室３０の上方に設けられていなくてもよいし、流入口４１は、液室３０の上壁面３４以外の部位において開口していてもよい。例えば、流入路４０は、液室３０の下方に設けられていてもよいし、液室３０の側方に設けられていてもよい。流入口４１は、液室３０の底壁面３２において開口していてもよいし、液室３０の側壁面において開口していてもよい。
【００８８】
Ｅ７．他の実施形態７：
上記の第３実施形態および第４実施形態において、流出路抵抗変更部８０は省略されてもよい。また、上記の第３実施形態および第４実施形態の液体吐出装置１００Ｃ，１００Ｄでは、循環路６５を省略し、液体ＬＱを循環させない構成が適用されてもよい。例えば、排出路６１に流出した液体ＬＱが、そのまま外部に排出される構成が適用されてもよい。
【００８９】
Ｅ８．他の実施形態８：
上記の各実施形態において液体吐出装置１００Ａ〜１００Ｄが実行している吐出処理は、あくまで好適な吐出処理の一例にすぎない。各実施形態の液体吐出装置１００Ａ〜１００Ｄは、他の種々の吐出処理を実行してもよい。例えば、上記の各実施形態の吐出処理において、流入路抵抗変更部５０によって流入路４０の容積を低減させるのに伴って、容積変更部３５に液室３０の容積を増大させる第１工程は、省略されてもよい。上記の各実施形態の液体吐出装置１００Ａ〜１００Ｄは、容積変更部３５によって液室３０の容積を低減させるのと並行して、流入路抵抗変更部５０によって流入路４０の容積を低減させることによって、液室３０の圧力を増大させて、ノズル３１からの液体ＬＱの流出を開始させてもよい。第３実施形態および第４実施形態の吐出処理において、流入路抵抗変更部５０によって流入路４０を閉じるときに、流出路抵抗変更部８０を駆動させることなく、流出路７０を開いた状態のままにしてもよい。
【００９０】
Ｅ９．他の実施形態９：
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。
【００９１】
本明細書において、「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。また、「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。
【００９２】
Ｅ１０．他の実施形態１０：
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。
【００９３】
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。
【符号の説明】
【００９４】
１０…タンク、１５…圧力調整部、１６…供給路、２０Ａ…ヘッド部、２０Ｂ…ヘッド部、２０Ｃ…ヘッド部、２０Ｄ…ヘッド部、２１…筐体、２５…制御部、３０…液室、３０ｗ…内壁面、３１…ノズル、３２…底壁面、３３…連通口、３４…上壁面、３５…容積変更部、３６…第１駆動室、３７…ダイヤフラム、３７ｃ…変位中心部、４０…流入路、４１…流入口、４３…弁座部、５０…流入路抵抗変更部、５１…駆動部、５２…弁体、５３…第２駆動室、５４…貫通孔、５６…先端部、５７…後端部、６０…加圧ポンプ、６１…排出路、６３…液体貯留部、６４…負圧発生源、６５…循環路、７０…流出路、７１…流出口、７３…弁座部、８０…流出路抵抗変更部、８１…駆動部、８２…弁体、８３…第３駆動室、８４…貫通孔、８６…先端部、８７…後端部、１００Ａ…液体吐出装置、１００Ｂ…液体吐出装置、１００Ｃ…液体吐出装置、１００Ｄ…液体吐出装置、ＤＲ…液滴、ＬＱ…液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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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