(57)【要約】【課題】リザーバーにおけるインク循環を行わない液体噴射装置での気泡や異物の分離を図る。【解決手段】複数のノズルごとに設けられた複数の圧力室には、第１液室から液体を共通に供給し、複数の圧力室を通過した液体を、第２液室に共通して受け入れ、第２液室と連通した回収系に少なくとも一時的に回収する。その一方、液体容器から第１液室に至る供給管に設けられた液体収容室の流体収容域を、液体容器に連通した上流室と第１液室に連通した下流室とにフィルタにより区画し、上流室と回収系とを接続するバイパス管により、上流室の液体を第２液室より下流側で回収系に送り込む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、
前記ノズルと連通する圧力室と、
前記圧力室の圧力を変化させる圧力発生部と、
前記液体を貯留する液体容器と、
前記液体容器からの前記液体を、前記複数の圧力室に共通に供給する第１液室と、
前記複数の圧力室を通過した前記液体を共通して受け入れる第２液室と、
前記第２液室と連通し、前記第２液室に受け入れた前記液体を、少なくとも一時的に回収する回収系と、
前記液体容器から前記第１液室に至る供給管に設けられた液体収容室と、
前記液体収容室に配設され、前記液体収容室の流体収容域を、前記液体容器に連通した上流室と前記第１液室に連通した下流室とに区画するフィルタと、
前記上流室と前記回収系とを接続するよう設けられ、前記上流室の前記液体を前記第２液室より下流側で前記回収系に送り込むバイパス管とを備える、
液体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射装置であって、
前記バイパス管は、
前記液体収容室への前記供給管の接続ポイントより、鉛直方向において高い接続ポイントで前記上流室に接続している、
液体噴射装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置であって、
前記フィルタは、
前記上流室を前記下流室より大きな容積となるように前記流体収容域を区画する、
液体噴射装置。
【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噴射装置であって、
前記フィルタは、
鉛直方向から０〜４５°の角度で傾斜して、前記上流室と前記下流室とが水平方向に並ぶように前記流体収容域を区画し、
前記バイパス管は、
前記上流室に鉛直方向上側で接続している、
液体噴射装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
前記液体が前記供給管から前記上流室に流れ込んで前記バイパス管に流れ込む際の流路抵抗は、前記下流室に接続された前記供給管に前記液体が前記フィルタを通過して流れ込む際の流路抵抗より小さくされている、
液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルから液体を噴射する液体噴射装置は、例えば、液体であるインクを噴射するインクジェット方式の印刷装置として用いられている。こうした印刷装置では、インクに混入した気泡や異物により印字品質の低下を来すので、気泡や異物の分離手法が提案されている（例えば、特許文献１）。この特許文献１では、インクに混入し得る気泡や異物を分離するフィルタを、記録ヘッドへのインク供給路とインク回収路にそれぞれ組み込んだ上で、供給路と回収路とを接続する接続路の流路抵抗を調整し、これによりフィルタによる気泡排出性を高めている。
【０００３】
特許文献１では、インク噴射の圧力変化をもたらす圧力室に接続されたリザーバーにおいてインクを循環させるリザーバー循環を図り、このリザーバー循環の間において気泡や異物の分離を行っている。なお、インク噴射は、リザーバー循環が起きない状況でなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１３０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案された気泡分離手法は、リザーバー循環を前提としていることから、リザーバー循環を行わない液体噴射装置での気泡や異物の分離についての対処が要請されるに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一形態によれば、液体噴射装置が提供される。この液体噴射装置は、複数のノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、前記複数のノズルごとに設けられた複数の圧力室と、前記複数の圧力室ごとに設けられ、前記圧力室の液体の圧力を変化させる複数の圧力発生部と、前記液体を貯留する液体容器と、前記液体容器からの前記液体を、前記複数の圧力室に共通に供給する第１液室と、前記複数の圧力室を通過した前記液体を共通して受け入れる第２液室と、前記第２液室と連通し、前記第２液室に受け入れた前記液体を、少なくとも一時的に回収する回収系と、前記液体容器から前記第１液室に至る供給管に設けられた液体収容室と、前記液体収容室に配設され、前記液体収容室の流体収容域を、前記液体容器に連通した上流室と前記第１液室に連通した下流室とに区画するフィルタと、前記上流室と前記回収系とを接続するよう設けられ、前記上流室の前記液体を前記第２液室より下流側で前記回収系に送り込むバイパス管とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態の液体噴射装置の構成を模式的示す説明図である。
【図２】液体噴射ヘッドの主要なヘッド構成材を分解視して示す説明図である。
【図３】図２における３−３線に沿って液体噴射ヘッドを断面視して示す説明図である。
【図４】ノズルへのインク供給経路やインク循環の経路を液体噴射ヘッドにおける供給路等の各種流路形成部を重ねて示す説明図である。
【図５】第１実施形態の液体噴射装置におけるインク給排機器を液体噴射ヘッドにおけるインク給排経路と関連付けて示す説明図である。
【図６】第２実施形態の液体噴射装置におけるインク給排機器を液体噴射ヘッドにおけるインク給排経路と関連付けて示す説明図である。
【図７】第３実施形態の液体噴射装置におけるインク給排機器を液体噴射ヘッドにおけるインク給排経路と関連付けて示す説明図である。
【図８】第４実施形態の液体噴射装置におけるインク給排機器を液体噴射ヘッドにおけるインク給排経路と関連付けて示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態の液体噴射装置１００の構成を模式的示す説明図である。液体噴射装置１００は、液体の一例であるインクの液滴を媒体１２に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。以下、インクの液滴の噴射を、単にインク噴射と称する。液体噴射装置１００は、印刷用紙の他、樹脂フィルムや布等の任意の材質の印刷対象を媒体１２とし、これらの各種の媒体１２に対して印刷を行う。図１以降の各図に示したＸ方向は、後述する液体噴射ヘッド２６の搬送方向（主走査方向）であり、Ｙ方向は、主走査方向と直交した媒体送り方向（副走査方向）であり、Ｚ方向は、ＸＹ平面に直交したインク噴射方向、および鉛直方向である。以下の説明においては、説明の便宜上、主走査方向を印刷方向と、適宜、称する。また、向きを特定する場合には、図示方向を＋（正）として、方向表記に正負の符合を併用する。
【０００９】
液体噴射装置１００は、液体容器１４と、媒体１２を送り出す搬送機構２２と、制御ユニット２０と、ヘッド移動機構２４と、液体噴射ヘッド２６とを備える。液体容器１４は、液体噴射ヘッド２６から噴射される複数種のインクを個別に貯留する。液体容器１４としては、可撓性フィルムで形成された袋状のインクパックや、インク補充が可能なインクタンクなどが利用可能である。
【００１０】
制御ユニット２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリ等の記憶回路とを含み、搬送機構２２やヘッド移動機構２４、液体噴射ヘッド２６等を統括制御する。搬送機構２２は、制御ユニット２０の制御下で動作し、媒体１２を＋Ｙ方向に送り出す。
【００１１】
ヘッド移動機構２４は、媒体１２の印刷範囲に亘ってＸ方向に掛け渡された搬送ベルト２３と、液体噴射ヘッド２６を収容して搬送ベルト２３に固定するキャリッジ２５とを備える。ヘッド移動機構２４は、制御ユニット２０の制御下で動作し、液体噴射ヘッド２６を主走査方向（Ｘ方向）においてキャリッジ２５ごと往復移動させる。キャリッジ２５の往復移動の際、キャリッジ２５はガイドレールにより案内されるが、このガイドレールについては、図示を省略した。なお、複数の液体噴射ヘッド２６をキャリッジ２５に搭載したヘッド構成や、液体容器１４を液体噴射ヘッド２６と共にキャリッジ２５に搭載したヘッド構成としてもよい。
【００１２】
液体噴射ヘッド２６は、液体容器１４から供給されるインクを、制御ユニット２０の制御下で、複数のノズルＮから媒体１２に向けて噴射する。液体噴射ヘッド２６の往復移動の間のノズルＮからのインク噴射により、媒体１２に所望の画像等の印刷がなされる。液体噴射ヘッド２６は、図１に示すように、複数のノズルＮを副走査方向に沿って並べたノズル列を備え、このノズル列を主走査方向に沿って所定の間隔を隔てて２列有する。この２列のノズル列は、図においては第１ノズル列Ｌ１、第２ノズル列Ｌ２として示されており、第１ノズル列Ｌ１のノズルＮと第２ノズル列Ｌ２のノズルＮとを、主走査方向に並ぶように備える。以下の説明においては、第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２の中央を中心軸としこの中心軸を含んでＹ方向に貫くＹＺ平面を、説明の便宜上、中心面Ｏとする。なお、第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２におけるノズルＮの並びは、媒体送り方向（Ｙ方向）にずれた千鳥状の並びでもよい。また、第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２は、液体容器１４が備える複数種類のインクに合わせたノズル列であるが、その図示は省略されている。
【００１３】
第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２を有する液体噴射ヘッド２６は、ヘッド構成材を積層した積層体である。図２は、液体噴射ヘッド２６の主要なヘッド構成材を分解視して示す説明図である。図３は、図２における３−３線に沿って液体噴射ヘッド２６を断面視して示す説明図である。なお、図示する各構成部材の厚みは、実際の構成材厚みを示しているものではない。また、図２においては、図示の都合上、構成材である第１流路基板３２の一部部位が省略されている。
【００１４】
図示するように、液体噴射ヘッド２６は、第１ノズル列Ｌ１のノズルＮに関連する構成と、第２ノズル列Ｌ２のノズルＮに関連する構成とを、中心面Ｏを挟んで面対称に備える。つまり、液体噴射ヘッド２６のうち、中心面Ｏを挟んで＋Ｘ方向側の第１部分Ｐ１と−Ｘ方向側の第２部分Ｐ２とでは、その構成が共通する。そして、第１ノズル列Ｌ１のノズルＮは第１部分Ｐ１に属し、第２ノズル列Ｌ２のノズルＮは第２部分Ｐ２に属し、中心面Ｏは第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２の境界面となる。
【００１５】
液体噴射ヘッド２６は、主要なヘッド構成材として、ヘッドにおける流路形成に関与する流路形成部３０と、インクの給排に関与する筐体部４８とを備える。流路形成部３０は、第１流路基板３２と第２流路基板３４とを積層して構成される。第１流路基板３２と第２流路基板３４の両基板は、Ｙ方向に長尺なプレート体であり、第１流路基板３２における−Ｚ方向の上面Ｆａに、第２流路基板３４が接着剤を用いて固定される。以下に説明するように、液体流路は、第１流路基板３２と第２流路基板３４とに設けられた開口部や貫通孔、陥没凹溝を組み合わせることにより形成される。また、第１流路基板３２の下面Ｆｂに設けられた陥没凹溝は、ノズルプレート５２や振動吸収体５４が第１流路基板３２の下面Ｆｂに接着されることにより、ノズルプレート５２や振動吸収体５４との間に流路を形成する。
【００１６】
第１流路基板３２には、その上面Ｆａの側に、振動部４２と、複数の圧電素子４４と、保護部材４６と、筐体部４８とが設置される。振動部４２は、第１部分Ｐ１から第２部分Ｐ２に掛けて設置されるＹ方向に長尺で薄様状のプレート体である。保護部材４６は、第１部分Ｐ１から第２部分Ｐ２に掛けて設置されるＹ方向に長尺なプレート体である。この保護部材４６は、振動部４２の上面側に凹状の空間を形成して、振動部４２を覆う。筐体部４８は、Ｙ方向に長尺なプレート体である。この筐体部４８は、中心面Ｏの両側の保護部材４６を流路形成部３０の第２流路基板３４に挟持する。この他、第１流路基板３２には、Ｚ方向の下面Ｆｂに、ノズルプレート５２と、振動吸収体５４とが配置される。ノズルプレート５２と振動吸収体５４は、共に、Ｙ方向に長尺なプレート体である。ノズルプレート５２は、第１部分Ｐ１から第２部分Ｐ２に掛けて設置される。振動吸収体５４は、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とに個別に設置される。これら各要素は、接着剤を用いて第１流路基板３２の上面Ｆａ或いは下面Ｆｂにそれぞれ接着されている。
【００１７】
ノズルプレート５２は、第１部分Ｐ１のノズルＮと第２部分Ｐ２のノズルＮとを、図２に示すように、列状に備え、第１部分Ｐ１のノズルＮが並んだ第１ノズル列Ｌ１と第２部分Ｐ２のノズルＮが並んだ第２ノズル列Ｌ２との間に、回収路７２を２列、備える。それぞれのノズルＮは、インクを噴射する円形状の貫通孔である。回収路７２は、図３に示すように、ノズルプレート５２の裏面に形成された陥没凹溝である。そして、＋Ｘ方向の列の回収路７２は、第１ノズル列Ｌ１におけるノズルＮに対応し、−Ｘ方向の回収路７２は、第２ノズル列Ｌ２のノズルＮに対応する。ノズルプレート５２は、シリコン（Ｓｉ）の単結晶基板への半導体製造技術、例えば、ドライエッチングやウェットエッチング等の加工技術の適用を経て、図３に示すようにノズルＮや回収路７２を有するよう形成される。ノズルＮからのインク噴射の様子や、回収路７２を用いたインク回収の様子については後述する。
【００１８】
振動吸収体５４は、ノズルプレート５２と共に液体噴射ヘッド２６の底面を形成し、第１流路基板３２の下面Ｆｂへの接着により、インク流入室Ｒａと供給液室６０および供給路６１を閉鎖する。この振動吸収体５４は、インク流入室Ｒａにおける圧力変動を吸収する可撓性のフィルム、例えばコンプライアンス基板から形成されている。
【００１９】
ノズルプレート５２と振動吸収体５４の接着対象である第１流路基板３２は、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２に対応付けて、インク流入室Ｒａと、供給液室６０と、供給路６１と、連通路６３とを形成し、回収液室６５を第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とに共通に形成する。インク流入室Ｒａは、図２に示すように、Ｙ方向に沿う長尺状の貫通開口であり、第１ノズル列Ｌ１におけるそれぞれのノズルＮと第２ノズル列Ｌ２におけるそれぞれのノズルＮへのインク供給に共用される。供給液室６０は、図３に示すように、第１流路基板３２の下面ＦｂにＹ方向に沿うようにインク流入室Ｒａと並んで形成された長尺状の陥没凹溝が、第１流路基板３２の下面Ｆｂへの振動吸収体５４の接着によりインク流入室Ｒａおよび供給路６１と共に塞がれて形成される。この供給液室６０は、インク流入室ＲａからノズルＮごとの供給路６１へのインク供給に関与する。供給路６１と連通路６３は、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のノズルＮごとに形成された貫通孔である。供給路６１は、後述の圧力室Ｃと供給液室６０とを連通して、圧力室Ｃへのインク供給に関与する。このようにインク供給に関与する上流側インク流入室Ｒｂとインク流入室Ｒａおよび供給液室６０は、インクを複数の圧力室Ｃに共通に供給する第１液室を構成する。
【００２０】
回収液室６５は、図２に示すように、第１流路基板３２の下面ＦｂにＹ方向に沿うよう長尺状に形成された陥没凹溝が、第１流路基板３２の下面Ｆｂへのノズルプレート５２の接着により連通路６３と共に塞がれて形成される。ノズルプレート５２は、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のそれぞれのノズルＮと、ノズル列ごとのそれぞれのノズルＮに対応した回収路７２を備える。それぞれのノズルＮは、Ｚ方向からの平面視において連通路６３に重なる位置に配設される。回収路７２は、ノズル列ごとの連通路６３と回収液室６５とを区画する隔壁部６９にＺ方向からの平面視において重なる位置に配設される。この回収路７２は、第１流路基板３２の下面Ｆｂへのノズルプレート５２の接着により、隔壁部６９を跨ぐインク流路となり、ノズルＮごとの連通路６３を回収液室６５に連通する。回収路７２による連通により、回収液室６５は、ノズルＮごとの連通路６３からのインクの流れ込みを受け、インク回収に関与する。
【００２１】
また、回収液室６５は、図２に示すように、第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２におけるノズルＮの並びより長尺な陥没凹溝であって、溝両端に回収口６５ａ、６５ｂを有する。この回収口６５ａ、６５ｂは、陥没凹溝の回収液室６５の底壁、即ち第１流路基板３２を貫通する貫通孔であり、後述の回収部７５における回収管７８と接続される。インクは、連通路６３に流れ込んだ後に、回収路７２を通過して回収液室６５に入り込み、回収液室６５の回収口６５ａ、６５ｂを経て液体噴射ヘッド２６から排出される。
【００２２】
第１流路基板３２の上面Ｆａに接着される第２流路基板３４は、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２に対応付けて、圧力室Ｃを形成する。この圧力室Ｃは、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のノズルＮごとに形成されたＸ方向に沿う貫通孔であり、＋Ｚ方向の貫通孔下端側で、第１流路基板３２の供給路６１および連通路６３に連通する。また、圧力室Ｃは、保護部材４６により挟持された振動部４２により、−Ｚ方向の貫通孔上端側で閉鎖される。このようにして閉鎖された圧力室Ｃは、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のノズルＮごとのキャビティとして機能する。上記した第１流路基板３２と第２流路基板３４は、ノズルプレート５２と同様、シリコンの単結晶基板への既述した半導体製造技術の適用を経て、形成される。
【００２３】
第２流路基板３４と保護部材４６との間に挟持された振動部４２は、弾性的に振動可能な板状部材であり、既述したように閉鎖された圧力室Ｃごとに圧電素子４４を備える。よって、それぞれの圧電素子４４は、第１ノズル列Ｌ１および第２ノズル列Ｌ２のノズルＮに個別に対応する。圧電素子４４は、制御ユニット２０からの駆動信号を受けて変形する受動素子であり、ノズルＮの並びに対応付けて振動部４２に配設される。圧電素子４４の振動により、圧力室Ｃに供給済みのインクに圧力変化が起きる。この圧力変化は、連通路６３を経てノズルＮに及ぶ。
【００２４】
保護部材４６は、圧力室Ｃごとの圧電素子４４を保護するための板状部材であり、第２流路基板３４との間に振動部４２を挟持した状態で、第１流路基板３２と筐体部４８により挟持される。保護部材４６は、第１流路基板３２や第２流路基板３４と同様、シリコンの単結晶基板への既述した半導体製造技術の適用を経て形成できるほか、他の材料で形成してもよい。筐体部４８は、液体噴射ヘッド２６の上面側を覆う部材であり、ヘッド全体の保護と、ノズルＮごとの圧力室Ｃに供給されるインクの貯留および液体容器１４（図１参照）からのインク補給に関与する。つまり、筐体部４８は、第１流路基板３２のインク流入室ＲａにＺ方向に重なる上流側インク流入室Ｒｂを備え、この上流側インク流入室Ｒｂと第１流路基板３２のインク流入室Ｒａとでインク貯留室（リザーバーＲ）を形成する。上流側インク流入室Ｒｂへのインク供給は、流入室天井壁のインク導入口４９からなされる。筐体部４８は、適宜な樹脂材料の射出成形により形成される。
【００２５】
図４は、ノズルＮへのインク供給経路やインク循環の経路を液体噴射ヘッド２６における供給路６１等の各種流路形成部を重ねて示す説明図である。図４では、液体噴射ヘッド２６における各種経路形成部が＋Ｚ軸方向から見て重ねて示されている。また、図４では、液体容器１４からインク導入口４９に至る供給管１６や、後述の回収部７５に回収液室６５から到る回収管７８の軌跡は、液体容器１４や回収部７５の配設位置を含め、模式的に示されている。なお、図４に示した３−３線は、図２に示した３−３線に対応した図３の断面視面を示している。
【００２６】
図示するように、第１流路基板３２においてインク流入室Ｒａと供給液室６０（図３参照）で構成されるリザーバーＲは、第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２の各ノズル列に沿ってＹ方向に延在し、第１部分Ｐ１においては、第１ノズル列Ｌ１におけるそれぞれのノズルＮに対応したノズルごとの供給路６１と重なる。また、リザーバーＲは、第２部分Ｐ２において、第２ノズル列Ｌ２におけるそれぞれのノズルＮに対応した供給路６１と重なる。それぞれのノズル列の供給路６１は、ノズルごとの圧力室Ｃと重なり、この圧力室Ｃは、それぞれのノズル列の連通路６３と重なる。第１流路基板３２の連通路６３は、図３に示すノズルプレート５２のノズルＮと重なる。リザーバーＲには、インク導入口４９に接続された供給管１６を経て、液体容器１４からインクがポンプ１５により供給される。
【００２７】
ポンプ１５の圧送圧を受けてリザーバーＲに貯留されたインクは、供給液室６０と供給路６１を経て圧力室Ｃに供給され、制御ユニット２０により駆動制御される圧電素子４４の振動を圧力室Ｃで受けて、ノズルＮから噴射される。液体容器１４からのインク供給は、ノズルＮからのインク噴射がなされている印刷状況下においても、ノズルＮからのインク噴射を伴わない状況下でも継続される。複数の圧力室Ｃには、供給路６１に連通する供給液室６０を含むインク流入室Ｒａと上流側インク流入室ＲｂのリザーバーＲにより、インクが共通に供給される。よって、供給液室６０を含むインク流入室Ｒａと上流側インク流入室ＲｂのリザーバーＲは、本発明における第１液室を構成する。そして、圧力室Ｃに圧力変化を起こしてノズルＮからのインク噴射をもたらす圧電素子４４は、本発明における圧力発生部に該当する。
【００２８】
回収液室６５は、第１ノズル列Ｌ１と第２ノズル列Ｌ２との間においてＹ方向に延在し、回収口６５ａを、各ノズル列における＋Ｙ方向の最外方のノズルＮより＋Ｙ方向に備え、回収口６５ｂを、各ノズル列における−Ｙ方向の最外方のノズルＮより−Ｙ方向に備える。また、この回収液室６５は、第１部分Ｐ１においては、第１ノズル列Ｌ１におけるそれぞれのノズルＮに対応した回収路７２と重なり、第２部分Ｐ２においては、第２ノズル列Ｌ２におけるそれぞれのノズルＮに対応した回収路７２と重なる。よって、圧力室Ｃへのインク供給が継続されている状況において、ノズルＮからインク噴射されなかったインクは、それぞれの圧力室Ｃを通過した後に、圧力室Ｃごとの連通路６３と回収路７２とを経て回収液室６５に押し出され、回収口６５ａ、６５ｂを経て後述の回収部７５に送り出される。回収液室６５に対する圧力室Ｃごとのインク押し出しにより、回収液室６５は、複数の圧力室Ｃを通過したインクを共通して受け入れる。よって、回収液室６５は、本発明における第２液室に該当する。なお、圧力室Ｃへのインク供給と回収液室６５へのインク押し出しは、ポンプ１５の圧送圧に対する後述の回収部７５における圧力調整部７７の調圧によりなされる。
【００２９】
回収部７５は、インク貯留槽７６と、当該貯留層内の圧力をポンプ１５の圧送圧より低圧に調整する圧力調整部７７と、回収管７８とを備える。回収部７５は、回収管７８を、回収口６５ａ、６５ｂにおいて回収液室６５に接続してそなえる。そして、回収部７５は、回収液室６５に受け入れたインクを、回収口６５ａと回収口６５ｂとから回収管７８を経て回収し、その回収したインクをインク貯留槽７６に貯留する。回収液室６５からインク貯留槽７６へのインク回収は、ポンプ１５の圧送圧に対する圧力調整部７７の調圧によりなされる。このようにインク回収を図る回収部７５は、本発明における回収系を構成する。インク貯留槽７６に貯留したインクを、図示しない気泡分離機器により気泡や異物を除去した後に、インク導入口４９を経てリザーバーＲに循環させたり、液体容器１４に補給したりしてもよい。こうすることで、回収液室６５に受け入れたインクを、少なくとも一時的に回収部７５のインク貯留槽７６に回収できる。
【００３０】
図５は、第１実施形態の液体噴射装置１００におけるインク給排機器を液体噴射ヘッド２６におけるインク給排経路と関連付けて示す説明図である。この図５では、給排経路におけるインクの流れ方を白抜き矢印で示している。なお、図５では、鉛直方向（Ｚ方向）における機器配置は、実機配置に適うように模式的に示されている。例えば、液体容器１４と回収部７５は、液体噴射ヘッド２６より鉛直上方側に位置する。また、回収部７５は、液体容器１４より鉛直下方側に位置する。その一方、Ｘ方向における機器配置は、擬似的に示されている。具体的には、液体容器１４と回収部７５は、液体噴射装置１００（図１参照）における装置側方側に位置する。そして、図５に示す供給管１６や回収管７８は、液体噴射ヘッド２６の主走査方向移動に応じた撓みや伸長を起こしつつヘッドに追従する。
【００３１】
液体噴射装置１００は、リザーバーＲに至る供給管１６にインク収容室８０を備える。インク収容室８０は、インクを貯留可能な筐体であり、液体噴射ヘッド２６の鉛直上方側に配設される。インク収容室８０は、筐体内部の流体収容域８１にフィルタ８２を備える。インク収容室８０は、本発明における液体収容室に該当する。フィルタ８２は、アルミ等の金属繊維の編み込みや金属薄葉体への細孔形成等を経て得られる多孔体であって、インクに混入している気泡や異物を分離する。このフィルタ８２は、インク収容室８０の流体収容域８１を、液体容器１４の側の上流室８３とリザーバーＲの側の下流室８４とに区画するよう流体収容域８１に組み込み固定されている。本実施形態の液体噴射装置１００は、上流室８３が下流室８４より大きな容積となるように、フィルタ８２をインク収容室８０に組み込んでいる。フィルタ８２の固定は、図示しない固定金具を用いて行うことができるほか、上流室８３と下流室８４とを別体として、この両者の間に液密に挟持して固定してもよい。
【００３２】
この他、液体噴射装置１００は、図４と図５に示すように、回収口６５ａと回収口６５ｂに接続された２本の回収管７８にバイパス管９０を接続して備える。このバイパス管９０は、インク収容室８０の上流室８３をインク回収系、詳しくは回収管７８に接続し、上流室８３のインクを回収液室６５より下流側で回収管７８に送り込む。本実施形態の液体噴射装置１００は、バイパス管９０の管路径を調整することでバイパス管９０をインクが流れる際の流路抵抗を調整した。これにより、液体噴射装置１００は、インクが供給管１６の上流側供給管１６ｕから上流室８３に流れ込んでバイパス管９０に流れ込む際の流路抵抗を、下流室８４に接続された下流側供給管１６ｄにインクがフィルタ８２を通過して流れ込む際の流路抵抗より小さくしている。
【００３３】
本実施形態での流路抵抗の比較として、インク収容室８０への供給管１６やバイパス管９０の接続ポイントにおける差圧を次のように考慮することとした。まず、インク収容室８０への供給管１６の接続ポイント１６ｐに一定流量のインクを継続して流す。この状況下で、供給管１６の接続ポイント１６ｐとバイパス管９０の接続ポイント９０ｐとの間の差圧ｔ１と、接続ポイント１６ｐと下流側供給管１６ｄの接続ポイント１６ｄｐとの間の差圧ｔ２とを測定し、流路抵抗を比較する。差圧の測定時においては差圧を測定する流路以外の、インク収容室８０に接続する流路は閉塞して差圧を測定する。液体噴射装置１００は、インクが供給管１６の上流側供給管１６ｕから上流室８３に流れ込んでバイパス管９０に流れ込む際の流路抵抗を、下流室８４に接続された下流側供給管１６ｄにインクがフィルタ８２を通過して流れ込む際の流路抵抗より小さくしている場合には、接続ポイント１６ｐと接続ポイント９０ｐとの間の差圧ｔ１は、接続ポイント１６ｐと接続ポイント１６ｄｐとの間の差圧ｔ２より小さくなる（ｔ１＜ｔ２）。
【００３４】
以上説明した第１実施形態の液体噴射装置１００は、リザーバーＲ以降の供給液室６０から供給路６１と圧力室Ｃを経た回収液室６５までの各経路の連通により、複数の圧力室ＣにリザーバーＲから共通にインクを供給し、複数の圧力室Ｃを通過したインクを回収液室６５に共通して受け入れる。液体噴射装置１００は、回収液室６５に受け入れたインクを、回収管７８を経て回収部７５のインク貯留槽７６に回収するので、リザーバー循環を行わなくてもよい。こうしたインクの供給・受け入れを図りつつ、液体噴射装置１００は、圧力室Ｃごとの圧電素子４４による圧力室Ｃでのインクの圧力変化により、ノズルＮからインクを噴射する。その上で、第１実施形態の液体噴射装置１００は、リザーバーＲに至る供給管１６に設けたインク収容室８０のフィルタ８２により、インクからの気泡や異物の分離を図る。また、液体噴射装置１００は、インク収容室８０の上流室８３から、この上流室８３のインクをバイパス管９０を経て回収管７８に送り込む。フィルタ８２によりインクから分離された気泡や異物は、バイパス管９０に流れ込む上流室８３のインクと共に回収管７８に送り込まれる。よって、第１実施形態の液体噴射装置１００によれば、リザーバー循環を行わないで気泡や異物を分離できるほか、バイパス管９０を流れるインクによる気泡や異物の持ち出しにより、気泡や異物によるフィルタ８２の詰まりを抑制できる。この他、第１実施形態の液体噴射装置１００によれば、気泡や異物の混入がないインクを、インク収容室８０からリザーバーＲと供給路６１とを経て、ノズルＮごとの圧力室Ｃに供給できる。これらの結果、第１実施形態の液体噴射装置１００によれば、リザーバーＲから圧力室Ｃを経て回収部７５にインクを回収する方式においても、供給されるインクから気泡や異物を好適に分離できる。この点は、液体噴射装置１００の印刷品質の向上に寄与する。
【００３５】
第１実施形態の液体噴射装置１００は、上流室８３が下流室８４より大きな容積となるように、フィルタ８２により流体収容域８１を区画した。よって、液体容器１４から供給されるインクが気泡混入の多いインクであっても、フィルタ８２による気泡分離と、分離した気泡のバイパス管９０を介した回収管７８への排出とにより、上流室８３に不用意に気泡を残置させないようにできる。
【００３６】
第１実施形態の液体噴射装置１００は、インクが供給管１６からフィルタ８２に流れ込んでバイパス管９０に流れ込む際の流路抵抗を、下流室８４に接続された下流側供給管１６ｄにインクがフィルタ８２を通過して流れ込む際の流路抵抗より小さくした。よって、第１実施形態の液体噴射装置１００によれば、フィルタ８２で分離された気泡を、バイパス管９０を経て効率よく回収管７８に排出できる。
【００３７】
第１実施形態の液体噴射装置１００は、バイパス管９０を流れるインクによる気泡の持ち出しにより、気泡をフィルタ８２の細孔に残さない。よって、第１実施形態の液体噴射装置１００によれば、フィルタ８２の有効面積の低減の抑制を通して、フィルタ通過の際のインクの圧力損失を抑制できる。
【００３８】
Ｂ．第２実施形態：
図６は、第２実施形態の液体噴射装置１００Ａにおけるインク給排機器を液体噴射ヘッド２６におけるインク給排経路と関連付けて示す説明図である。この図６に示す機器配置の様子は、図５と同様である。
【００３９】
液体噴射装置１００Ａは、インク収容室８０への供給管１６とバイパス管９０の接続の仕方に特徴がある。図示するように、液体噴射装置１００Ａは、インク収容室８０における上流室８３の天井壁に傾斜を付け、供給管１６を傾斜下端側に、バイパス管９０を傾斜上端側に接続して備える。こうすることで、液体噴射装置１００Ａは、バイパス管９０を、インク収容室８０への供給管１６の接続ポイント１６ｐより鉛直方向において高い接続ポイント９０ｐで、インク収容室８０に接続させている。こうすることで、次の効果を奏することができる。
【００４０】
インク収容室８０のフィルタ８２によりインクから分離された気泡は、上流室８３においてインクに浮遊する。上流室８３へのバイパス管９０の接続ポイント９０ｐは、供給管１６の接続ポイント１６ｐより鉛直方向において高いことから、上流室８３においてインクに浮遊する気泡は、バイパス管９０の接続ポイント９０ｐの側に集まりやすくなる。これに加え、液体噴射装置１００Ａは、インク収容室８０の天井壁を傾斜させているので、上流室８３においてインクに浮遊する気泡を、天井壁に沿ってバイパス管９０の接続ポイント９０ｐの側に集める。この結果、第２実施形態の液体噴射装置１００Ａによれば、インク収容室８０においてインクから分離した気泡を上流室８３に留まり難くした上で、この気泡をバイパス管９０を経て好適に回収管７８に排出することができる。
【００４１】
Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施形態の液体噴射装置１００Ｂにおけるインク給排機器を液体噴射ヘッド２６におけるインク給排経路と関連付けて示す説明図である。この図７に示す機器配置の様子は、図５と同様である。
【００４２】
液体噴射装置１００Ｂは、インク収容室８０において、フィルタ８２を鉛直方向に立設して備える点に特徴がある。図示するように、液体噴射装置１００Ｂは、インク収容室８０を図５に示した姿勢から直角に横たわった姿勢で設置する。この設置姿勢において、フィルタ８２は、上流室８３と下流室８４とが水平方向に並ぶように流体収容域８１を区画する。液体噴射装置１００Ｂは、上流室８３に鉛直下方側においてＸ方向から水平に供給管１６を接続し、上流室８３に鉛直上方側でバイパス管９０を接続して備える。
【００４３】
液体噴射装置１００Ｂは、第１実施形態の液体噴射装置１００と同様、上流室８３の容積が下流室８４より広くなるようフィルタ８２により流体収容域８１を区画した。また、液体噴射装置１００Ｂは、第２実施形態の液体噴射装置１００Ａと同様、バイパス管９０を、インク収容室８０への供給管１６の接続ポイント１６ｐより鉛直方向において高い接続ポイント９０ｐで、インク収容室８０に接続させている。よって、第３実施形態の液体噴射装置１００Ｂによれば、既述した第１、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４４】
加えて、液体噴射装置１００Ｂは、フィルタ８２を鉛直方向に立設して備えるので、フィルタ８２で分離された気泡を、鉛直方向に沿ったフィルタ８２に導かれるようにして上流室８３において鉛直方向上側に集める。よって、第３実施形態の液体噴射装置１００Ｂによれば、上流室８３に鉛直方向上側で接続されたバイパス管９０から、気泡をより効率よく回収管７８に排出できる。
【００４５】
Ｄ．第４実施形態：
図８は、第４実施形態の液体噴射装置１００Ｃにおけるインク給排機器を液体噴射ヘッド２６におけるインク給排経路と関連付けて示す説明図である。この図８に示す機器配置の様子は、図５と同様である。
【００４６】
液体噴射装置１００Ｃは、インク収容室８０において、フィルタ８２を鉛直方向から傾斜して備える点に特徴があり、その他の構成は、第３実施形態の液体噴射装置１００Ｂと同様である。フィルタ８２は、鉛直方向から０°以上で４５°までの角度で傾斜し、上流室８３と下流室８４とが水平方向に並ぶように流体収容域８１を区画する。このように傾斜したフィルタ８２であっても、分離し気泡を上流室８３において鉛直方向上側に導く。よって、集まる。よって、第４実施形態の液体噴射装置１００Ｂによれば、既述した第３実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、４５°を越えるようフィルタ８２を傾斜させると、インク収容室８０のサイズアップを招きかねない。
【００４７】
Ｅ．他の実施形態：
（Ｅ−１）既述した実施形態では、バイパス管９０を回収管７８に接続したが、バイパス管９０をインク貯留槽７６に接続して、上流室８３におけるインクを分離した気泡と共に、直接、インク貯留槽７６に排出してもよい。
【００４８】
（Ｅ−２）既述した実施形態では、上流室８３の容積が下流室８４より大きくなるようにフィルタ８２で流体収容域８１を区画したが、上流室８３と下流室８４とがほぼ同じ容積となるようにフィルタ８２で区画してもよい。
【００４９】
（Ｅ−３）既述した実施形態では、インク収容室８０を液体噴射ヘッド２６に設置したがこれに限らない。例えば、図３に示す筐体部４８を鉛直方向の高さが増した筐体とし、上流側インク流入室Ｒｂの最上端にインク収容室８０を組み込む。そして、インク収容室８０に接続されたバイパス管９０を、保護部材４６の上方側において、回収口６５ａ、６５ｂからの回収管７８に接続してもよい。
【００５０】
（Ｅ−４）既述した実施形態では、第１部分Ｐ１と第２部分Ｐ２とに対応付けてインク収容室８０を設けたがこれに限らない。例えば、単一のインク収容室８０から第１ノズル列Ｌ１のリザーバーＲと第２ノズル列Ｌ２のリザーバーＲとにインクを分流して供給してもよい。
【００５１】
（Ｅ−５）既述した実施形態では、液体容器１４からリザーバーＲの上流側インク流入室Ｒｂに至る供給管１６にインク収容室８０を一つ組み込んだが、複数のインク収容室８０を供給管１６に組み込んでもよい。この場合、複数のインク収容室８０の並びは、供給管１６に対して直列、或いは並列のいずれでもよい。
【００５２】
（Ｅ−６）既述した実施形態では、圧力室Ｃに供給されたインクを回収液室６５の回収口６５ａと回収口６５ｂにそれぞれ接続された２系統の回収管７８でインク貯留槽７６に回収したがこれに限らない。例えば、回収液室６５には回収口６５ａのみを設け、この回収口６５ａに接続された１系統の回収管７８からインク回収を図るようにしてもよい。また、回収液室６５に三つ以上の回収口を設け、多系統の回収管７８からインク回収を図るようにしてもよい。
【００５３】
（Ｅ−７）本発明は、インクを噴射する液体噴射装置に限らず、インク以外の他の液体を噴射する任意の液体噴射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噴射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噴射装置。
（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噴射装置。
（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噴射する液体噴射装置。
（５）精密ピペットとしての試料噴射装置。
（６）潤滑油の噴射装置。
（７）樹脂液の噴射装置。
（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噴射する液体噴射装置。
（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噴射する液体噴射装置。
（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噴射する液体噴射装置。
（１１）他の任意の微小量の液滴を噴射させる液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置。
【００５４】
なお、「液滴」とは、液体噴射装置から噴射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、液体噴射装置が消費できるような材料であればよい。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。液体の代表的な例としてはインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種の液体状組成物を包含するものとする。
【００５５】
Ｆ．他の形態：
本発明は、上述の実施形態や実施形態、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、実施形態、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なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００５６】
（１）本発明の一形態によれば、液体噴射装置が提供される。この液体噴射装置は、複数のノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、前記ノズルと連通する圧力室と、前記圧力室の圧力を変化させる圧力発生部と、前記液体を貯留する液体容器と、前記液体容器からの前記液体を、前記複数の圧力室に共通に供給する第１液室と、前記複数の圧力室を通過した前記液体を共通して受け入れる第２液室と、前記第２液室と連通し、前記第２液室に受け入れた前記液体を、少なくとも一時的に回収する回収系と、前記液体容器から前記第１液室に至る供給管に設けられた液体収容室と、前記液体収容室に配設され、前記液体収容室の流体収容域を、前記液体容器に連通した上流室と前記第１液室に連通した下流室とに区画するフィルタと、前記上流室と前記回収系とを接続するよう設けられ、前記上流室の前記液体を前記第２液室より下流側で前記回収系に送り込むバイパス管とを備える。
【００５７】
この形態の液体噴射装置では、複数の圧力室に第１液室から共通に液体を供給し、複数の圧力室を通過した液体を第２液室に共通して受け入れる。第２液室に受け入れられた液体は、回収系に回収されるので、この形態の液体噴射装置では、リザーバー循環を行わない。この形態の液体噴射装置は、第１液室から圧力室と第２液室とを経た回収系への液体回収の状況下において、圧力室ごとの圧力発生部による圧力室での液体の圧力変化により、ノズルから液体を噴射する。その上で、この形態の液体噴射装置は、第１液室に至る供給管に設けた液体収容室のフィルタにより、液体からの気泡や異物の分離を図りつつ、液体収容室の上流室から、この上流室の液体をバイパス管を経て回収系に送り込む。フィルタにより液体から分離された気泡や異物は、バイパス管に流れ込む上流室の液体と共に回収系に送り込まれる。よって、この形態の液体噴射装置によれば、リザーバー循環を行わないで気泡や異物を分離できるほか、バイパス管を流れる液体による気泡や異物の持ち出しにより、フィルタの詰まりを抑制できる。この他、この形態の液体噴射装置によれば、気泡や異物の混入がない液体を、液体収容室から第１液室を経て、ノズルごとの圧力室に共通して供給できる。
【００５８】
（２）上記形態の液体噴射装置において、前記バイパス管は、前記液体収容室への前記供給管の接続ポイントより、鉛直方向において高い接続ポイントで前記上流室に接続しているようにしてもよい。こうすれば次の利点がある。
【００５９】
液体収容室のフィルタにより液体から分離された気泡は、液体収容室の上流室において液体に浮遊する。上流室へのバイパス管の接続ポイントは、液体収容室への供給管の接続ポイントより鉛直方向において高いことから、上流室において液体に浮遊する気泡は、上流室へのバイパス管の接続ポイントの側に集まりやすくなる。よって、この形態の液体噴射装置によれば、液体から分離した気泡を液体収容室の上流室に留まり難くした上で、この気泡をバイパス管を経て好適に回収系に排出することができる。
【００６０】
（３）上記形態の液体噴射装置において、前記フィルタは、前記上流室を前記下流室より大きな容積となるように前記流体収容域を区画するようにしてもよい。こうすれば、液体への気泡混入が多い場合でも、フィルタによる気泡分離と、分離した気泡の回収系への排出とにより、上流室に不用意に気泡を残置させないようにできる。
【００６１】
（４）上記形態の液体噴射装置において、前記フィルタは、鉛直方向から０〜４５°の角度で傾斜して、前記上流室と前記下流室とが水平方向に並ぶように前記流体収容域を区画し、前記バイパス管は、前記上流室に鉛直方向上側で接続しているようにしてもよい。こうすれば、フィルタで分離された気泡は、鉛直方向に対して傾斜したフィルタに導かれるようにして上流室において鉛直方向上側に集まる。よって、上流側室に鉛直方向上側で接続されたバイパス管から、気泡を効率よく回収系に排出できる。
【００６２】
（５）上記形態の液体噴射装置において、前記液体が前記液体供給管から前記上流室に流れ込んで前記バイパス管に流れ込む際の流路抵抗は、前記下流室に接続された前記供給管に前記液体が前記フィルタを通過して流れ込む際の流路抵抗より小さくされているようにしてもよい。こうすれば、フィルタで分離された気泡を、バイパス管を経て効率よく回収系に排出できる。
【００６３】
また、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、液体噴射方法等の形態で実現することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１２…媒体、１４…液体容器、１５…ポンプ、１６…供給管、１６ｄ…下流側供給管、１６ｄｐ…接続ポイント、１６ｐ…接続ポイント、１６ｕ…上流側供給管、２０…制御ユニット、２２…搬送機構、２３…搬送ベルト、２４…ヘッド移動機構、２５…キャリッジ、２６…液体噴射ヘッド、３０…流路形成部、３２…第１流路基板、３４…第２流路基板、４２…振動部、４４…圧電素子、４６…保護部材、４８…筐体部、４９…インク導入口、５２…ノズルプレート、５４…振動吸収体、６０…供給液室、６１…供給路、６３…連通路、６５…回収液室、６５ａ…回収口、６５ｂ…回収口、６９…隔壁部、７２…回収路、７５…回収部、７６…インク貯留槽、７７…圧力調整部、７８…回収管、８０…インク収容室、８１…流体収容域、８２…フィルタ、８３…上流室、８４…下流室、９０…バイパス管、９０ｐ…接続ポイント、１００，１００Ａ〜１００Ｃ…液体噴射装置、Ｃ…圧力室、Ｆａ…上面、Ｆｂ…下面、Ｌ１…第１ノズル列、Ｌ２…第２ノズル列、Ｎ…ノズル、Ｏ…中心面、Ｐ１…第１部分、Ｐ２…第２部分、Ｒ…リザーバー、Ｒａ…インク流入室、Ｒｂ…上流側インク流入室
【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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