(57)【要約】【課題】流路構造体において、気体透過膜に付着した液体が異物化するおそれを低減する。【解決手段】流路構造体は、液体を貯留する液体貯留室と、液体貯留室よりも鉛直方向上側に配置され、気体を貯留するための気体貯留室と、気体貯留室を形成する壁に配置され、気体貯留室に貯留された気体を透過させる気体透過膜と、を備え、気体貯留室と液体貯留室とを接続する接続口の開口幅は、接続口と気体透過膜との鉛直方向における距離より小さい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路構造体であって、
液体を貯留する液体貯留室と、
前記液体貯留室よりも鉛直方向上側に配置され、気体を貯留するための気体貯留室と、
前記気体貯留室を形成する壁に配置され、前記気体貯留室に貯留された前記気体を透過させる気体透過膜と、を備え、
前記気体貯留室と前記液体貯留室とを接続する接続口の開口幅は、前記接続口と前記気体透過膜との鉛直方向における距離より小さい、
流路構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の流路構造体であって、
前記気体透過膜は、前記気体貯留室の壁のうち天壁に配置されている、流路構造体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の流路構造体であって、
前記気体透過膜の面積は、前記接続口の面積よりも大きい、流路構造体。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の流路構造体であって、
前記気体貯留室の壁の内表面は、撥液面を有する、流路構造体。
【請求項５】
請求項４に記載の流路構造体であって、
前記気体貯留室の壁の内表面のうちで前記撥液面よりも鉛直方向下側の内表面と、前記液体貯留室の壁の内表面との少なくともいずれか一方には、前記撥液面よりも撥液性が小さい親液面を有する、流路構造体。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の流路構造体であって、さらに、
前記液体貯留室よりも上流側に設けられた流路であって、
前記液体中の異物を捕捉するフィルターが配置された流路を備える、流路構造体。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の流路構造体であって、
前記気体透過膜は、水平面に対して傾斜している、流路構造体。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の流路構造体であって、
前記液体貯留室の天壁は、前記接続口に向かうにつれて鉛直方向上側に位置するように傾斜している、流路構造体。
【請求項９】
液体吐出装置であって、
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の流路構造体と、
前記流路構造体から流通する前記液体を吐出するためのノズルと、を備える、液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流路構造体及び液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体を貯留する空間を有する流路構造体が知られている（例えば、特許文献１）。この流路構造において、貯留された気体は、気体を貯留する空間の上部に設けられた気体透過膜を介して空間の外部へと移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１３６８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、流路構造体内を流通する液体に含まれる気泡が破裂し、破裂によって生じた液滴が気体透過膜に付着する場合があった。また、例えば初期充填において、不規則な流れの液体が流路に衝突することにより、液体が飛沫し、液体の飛沫によって生じた液滴が気体透過膜に付着する場合があった。これらのように気体透過膜に液滴が付着した場合には、気体透過膜に付着した液体が固化することによって異物化するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、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）本開示の一形態によれば、流路構造体が提供される。この流路構造体は、液体を貯留する液体貯留室と、前記液体貯留室よりも鉛直方向上側に配置され、気体を貯留するための気体貯留室と、前記気体貯留室を形成する壁に配置され、前記気体貯留室に貯留された前記気体を透過させる気体透過膜と、を備え、前記気体貯留室と前記液体貯留室とを接続する接続口の開口幅は、前記接続口と前記気体透過膜との鉛直方向における距離より小さい。この形態によれば、気体貯留室と液体貯留室とを接続する接続口の開口幅は、接続口と気体透過膜との鉛直方向における距離より小さい、つまり開口幅を小さくできるので、液体貯留室内の液体に含まれる気泡が破裂する場合において、破裂によって生じた液滴が気体透過膜に到達し付着する可能性を低減できる。また、不規則な流れの液体が流路に衝突した際に、液体が飛沫することよって液滴が生じる場合において、飛沫によって生じた液滴が気体透過膜に到達し付着する可能性を低減できる。したがって、気体透過膜に付着した液体が異物化するおそれを低減できる。
【０００７】
（２）上記形態において、前記気体透過膜は、前記気体貯留室の壁のうち天壁に配置されていてもよい。この形態によれば、気体貯留室の天壁に気体透過膜を配置するので、気体貯留室の側壁に気体透過膜を配置する場合と比べて、接続口と気体透過膜との距離を大きくすることが容易である。したがって、液滴が気体透過膜に付着する可能性を低減できる。
【０００８】
（３）上記形態において、前記気体透過膜の面積は、前記接続口の面積よりも大きくてもよい。この形態によれば、気体透過膜の面積が接続口の面積よりも小さい場合と比べて、気体透過膜を大きくすることができる。
【０００９】
（４）上記形態において、前記気体貯留室の壁の内表面は、撥液面を有してもよい。この形態によれば、気体貯留室の壁の内表面における液体の濡れ広がりを低減できる。
【００１０】
（５）上記形態において、前記気体貯留室の壁の内表面のうちで前記撥液面よりも鉛直方向下側の内表面と、前記液体貯留室の壁の内表面との少なくともいずれか一方には、前記撥液面よりも撥液性が小さい親液面を有していてもよい。この形態によれば、気体貯留室と液体貯留室とが親液面を有しない場合と比べて、液体の充填性を高くできる。
【００１１】
（６）上記形態の液体流路は、さらに、前記液体貯留室よりも上流側に設けられた流路であって、前記液体中の異物を捕捉するフィルターが配置された流路を備えてもよい。この形態によれば、フィルターの下流側に気体貯留室が接続された液体貯留室を有する流路構造体が提供される。
【００１２】
（７）上記形態の液体流路において、前記気体透過膜は、水平面に対して傾斜していてもよい。この形態によれば、気体透過膜が水平面に対して傾斜しているので、気体透過膜に付着した液体を重力の作用によって容易に除去することができる。
【００１３】
（８）上記形態の液体流路において、前記液体貯留室の天壁は、前記接続口に向かうにつれて鉛直方向上側に位置するように傾斜していてもよい。この形態によれば、液体貯留室の天壁から気体貯留室への気体の移動が容易である。
【００１４】
（９）本開示の他の形態によれば、液体吐出装置が提供される。この液体吐出装置は、上記形態の流路構造体と、前記流路構造体から流通する前記液体を吐出するためのノズルと、を備える。この形態の液体吐出装置によれば、気体貯留室と液体貯留室とを接続する接続口の開口幅は、接続口と気体透過膜との鉛直方向における距離より小さい、つまり開口幅を小さくできるので、液体貯留室内の液体に含まれる気泡が破裂する場合において、破裂によって生じた液滴が気体透過膜に到達し付着する可能性を低減できる。また、不規則な流れの液体が流路に衝突した際に、液体が飛沫することよって液滴が生じる場合において、飛沫によって生じた液滴が気体透過膜に到達し付着する可能性を低減できる。このため、気体透過膜に付着した液体が異物化するおそれを低減できる。したがって、異物化した液体がノズル側へと流入することによる吐出不良の発生を抑制できる。
【００１５】
本開示は、上述した流路構造体および液体吐出装置以外の種々の形態で実現可能である。例えば、上述の流路構造体の製造方法の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】液体吐出装置の内部構成を示す模式図。
【図２】第１実施形態におけるヘッドユニットの構成を示す模式図。
【図３】第１実施形態における気体貯留室の構造を説明する説明図。
【図４】比較例に係る気体貯留室の模式図。
【図５】第２実施形態における気体貯留室の構造を説明する説明図。
【図６】第３実施形態における気体貯留室の構造を説明する説明図。
【図７】第４実施形態における気体貯留室の構造を説明する説明図。
【図８】第１の他の実施形態における流路構造体を説明するための模式図。
【図９】第２の他の実施形態における気体貯留室の構造を説明するための説明図。
【図１０】第３の他の実施形態における気体貯留室の構造を説明するための説明図。
【図１１】第４の他の実施形態における第１液体貯留室の構造を説明するための説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ａ．第１実施形態
Ａ１．液体吐出装置の構成
図１は、液体吐出装置１の内部構成を示す模式図である。図１には、互いに直交する３つの空間軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が描かれている。Ｘ軸に沿った方向をＸ軸方向（単に、「Ｘ方向」ともよぶ。）とし、Ｙ軸に沿った方向をＹ軸方向（単に、「Ｙ方向」ともよぶ。）とし、Ｚ軸に沿った方向をＺ軸方向（上下方向、単に、「Ｚ方向」ともよぶ。）とする。液体吐出装置１は、Ｘ軸方向とＹ軸方向に平行な面（ＸＹ平面）に設置されている。−Ｚ軸方向が鉛直下方向であり、＋Ｚ軸方向が鉛直上方向である。以降に説明する他の図においても、必要に応じてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を付している。
【００１８】
液体吐出装置１は、外殻１０の内部に、制御部１７と、ヘッドユニット１２を備えたキャリッジ１９と、キャリッジ１９に着脱可能に搭載される液体供給源３０とを備える。制御部１７は、液体吐出装置１の各種動作（例えば、印刷動作）を制御する。本実施形態において、液体供給源３０は、内部に液体を収容可能な液体タンクである。
【００１９】
液体吐出装置１は、いわゆるインクジェットプリンターであり、用紙や板材などの印刷媒体２０上に液体としてのインクを吐出することで印刷媒体２０に対して印刷を行う。本実施形態において、印刷媒体２０は板材である。また、インクには、速乾性を有するインクが採用されている。このため、速乾性を有さないインクを採用する場合と比べて、インクとの親和性の低い印刷媒体に対しても好適に印刷が可能である。速乾性のインクには、例えば、樹脂を含む水性インクや溶剤インクを用いることができる。本実施形態において、インクは、水性インクが用いられている。インクに含まれる樹脂は、色材の印刷媒体２０への定着性を向上させる結着剤として機能する。
【００２０】
キャリッジ１９は、ヘッドユニット１２と、ヘッドユニット１２上に配置された装着部１１を有する。装着部１１は、例えば＋Ｚ軸方向が開口する凹形状であり、液体供給源３０が装着される装着空間を形成する。装着部１１は、装着空間を区画する下面から＋Ｚ軸方向側に突出する液体導入針部１２２を有する。液体導入針部１２２は、液体供給源３０に接続される。液体導入針部１２２は中空状であり、先端側に内部と連通する連通孔が形成されている。液体導入針部１２２の内部には、液体導入針部１２２の連通孔を介して液体供給源３０から供給される液体が流通する。ヘッドユニット１２は、液体導入針部１２２と連通し、液体供給源３０から供給された液体を印刷媒体２０に対して吐出する。
【００２１】
Ａ２．液体吐出ヘッドユニットの構成
図２は、第１実施形態におけるヘッドユニット１２の構成を示す模式図である。ヘッドユニット１２は、流路構造体１００と２つのヘッド１５０とを有する。本実施形態において、流路構造体１００及びヘッド１５０は、一体化されている。通常の使用状態において、図２の紙面上側は鉛直上方向側（＋Ｚ方向側）であり、紙面下側は鉛直下方向側（−Ｚ方向側）である。
【００２２】
ヘッド１５０は、ピエゾアクチュエーター（図示しない）及び液体を収容する内部空間（図示しない）、を含む本体部１５１と、液体供給源３０から供給された液体を外部へと吐出するための開口であるノズル１５２と、を有する。ヘッド１５０は、ピエゾアクチュエーターを用いて本体部１５１内の容積を変動させることによって、ノズル１５２から液体を吐出する。
【００２３】
流路構造体１００は、液体供給源３０から供給される液体をヘッド１５０へ流通させるための流路を形成する。流路構造体１００は、液体を流通させる液体流路１３０と、気体貯留室１３３と、液体流路１３０に接続された第３液体貯留室１３５と、液体流路１３０及び第３液体貯留室１３５内の気体を除去する脱泡機構１４０と、を備える。
【００２４】
液体流路１３０は、上流側（液体供給源３０側）から下流側（第３液体貯留室１３５側）に向かう順に、供給流路１３１と、第１液体貯留室１３２と、第２液体貯留室１３４と、接続流路１３４２と、を有する。第１液体貯留室１３２は、気体のみを選択的に透過する気体透過膜２０２を介して脱泡機構１４０に接続されている。なお、第１液体貯留室１３２は、「課題を解決するための手段」における「液体貯留室」に対応する。
【００２５】
脱泡機構１４０は、気体流通部１４１と、圧力調節機構１４２と、を備える。圧力調節機構１４２は、気体流通部１４１に接続されている。圧力調節機構１４２は、気体流通部１４１内の気体を吸引することによって気体流通部１４１内の圧力を液体流路１３０及び第３液体貯留室１３５内の圧力未満に調整する。圧力調節機構１４２によって吸引された気体は、外部へと排出される。液体流路１３０及び第３液体貯留室１３５内の圧力より気体流通部１４１内の圧力が小さい場合には、液体流路１３０及び第３液体貯留室１３５内の気体の気体流通部１４１側への移動を促進できる。これにより、液体流路１３０及び第３液体貯留室１３５内の気体の排出が効率的に行われ、液体流路１３０及び第３液体貯留室１３５内の気泡が除去される。このため、液体流路１３０からヘッド１５０への気泡の流入が抑制されるため、ヘッド１５０内に流入した気泡に起因する液体の吐出不良などの不具合の発生が抑制される。なお、気泡の発生は、例えば以下のような要因によって生じ得る。例えば、ヘッドユニット１２の温度上昇や環境温度の変化によって液体に溶存していた気体が析出することで気泡が発生する。また例えば、液体供給源３０の着脱による液体流路１３０内への気体の混入や、ピエゾアクチュエーターから生じる超音波によるキャビテーション気泡の発生や、キャリッジ１９（図１）の移動に伴う液面の波立ちによって気泡が発生する場合もある。なお、脱泡機構１４０は、圧力調節機構１４２による気体の吸引を常時行っていてもよく、また間欠的に行っていてもよい。本実施形態において、脱泡機構１４０は、液体吐出装置１（図１）の電源が入れられてから電源が切られる間、圧力調節機構１４２による気体の吸引を常時実行している。これにより、気体の吸引を間欠的に実行する場合と比べて、ヘッド１５０への気泡の流入をより抑制できる。
【００２６】
供給流路１３１は、流路構造体１００における流路構造の最上流側に位置する。供給流路１３１は、液体導入針部１２２を介して液体供給源３０に連通状態で接続されている。第３液体貯留室１３５は、流路構造体１００における流路構造の最下流側に位置する。第３液体貯留室１３５には、ヘッド１５０が連通状態で接続されている。第３液体貯留室１３５とヘッド１５０とは、途中にフィルターが配置されることなく直接に接続されている。本実施形態において、流路構造体１００の本体部は、ポリプロピレン（ＰＰ）等の撥液性を有さない樹脂によって形成されている。ここで、部材における撥液性の有無は、滴下法を用いて判断される。滴下法では、評価対象である固定表面に液体を１滴だけ落とし、固体表面と液体表面とのなす角である接触角に応じて撥液性（親水性）を評価する。接触角は、液体の自由表面と固体表面の表面とが接する場所における、液面と固体表面とがなす角度である。本実施形態では、部材と液体との接触角度が７０度以上である場合には部材は撥液性を有し、接触角度が７０度未満の場合には部材は撥液性を有さない。流路構造が撥液性を有さない樹脂によって構成されている場合には、流路構造が撥液性を有する樹脂によって構成されている場合と比べて、流路構造体１００における液体の充填性が向上する。また、流路構造を構成する樹脂は、接触角度が４０度以下の樹脂であることが好ましい。この場合には、流路構造体１００における液体の充填性がより向上する。
【００２７】
第１液体貯留室１３２及び第２液体貯留室１３４は、供給流路１３１を介して流入する液体を一時的に貯留する。第１液体貯留室１３２と第２液体貯留室１３４は、フィルター２１０を介して接続されている。第２液体貯留室１３４内に貯留された液体は、接続流路１３４２を介して第３液体貯留室１３５へと流入する。
【００２８】
気体貯留室１３３は、第１液体貯留室１３２の天壁Ｔｓ１から上側に延びるように形成され、液体とともに流入した気体（例えば空気）を貯留する。気体貯留室１３３は、気体透過膜２０２を介して気体流通部１４１に連通状態で接続されている。第１液体貯留室１３２に流入した気体は、浮力により鉛直上方向側（＋Ｚ方向側）に移動する。第１液体貯留室１３２の鉛直上方向（＋Ｚ方向）に移動した気泡は、気体貯留室１３３内に移動した後に、気体透過膜２０２を介して気体流通部１４１へと移動することにより、液体流路１３０内から外部へと排出される。なお、天壁とは、内部空間を区画する複数の壁のうち内部空間に対して鉛直方向上側に位置する壁であり、天面を規定する壁である。例えば、天壁Ｔｓ１は、第１液体貯留室１３２の内部空間に対して鉛直方向上側に位置する壁であり、第１液体貯留室１３２の天面を規定する壁である。天壁Ｔｓ２は、気体貯留室１３３の内部空間に対して鉛直方向上側に位置する壁であり、気体貯留室１３３の天面を規定する壁である。
【００２９】
フィルター２１０は、例えば、多孔質の金属部材である。フィルター２１０は、液体中の気泡や異物を捕捉することで、第１液体貯留室１３２から第２液体貯留室１３４への気泡や異物の移動を低減する。これにより、供給流路１３１を通って第１液体貯留室１３２に気泡や異物が流入した場合であっても、第１液体貯留室１３２よりも下流側に気泡や異物が流出することを抑制できる。
【００３０】
第３液体貯留室１３５は、液体貯留部１３６と気体貯留部１３７とを有する。第３液体貯留室１３５は、略四角錐台形状の内部空間を区画する。液体貯留部１３６は、第３液体貯留室１３５のうち、液面より下側の領域である。気体貯留部１３７は、第３液体貯留室１３５のうち、液面より上側の領域である。第３液体貯留室１３５は、天壁に気体透過膜２０４を有し、気体透過膜２０４を介して気体流通部１４１に接続されている。第３液体貯留室１３５の側壁には、接続流路１３４２との流入口部１３４４が形成されている。第３液体貯留室１３５内における液面は、初期充填が実行された場合や液体供給源３０内の液体量が変動した場合などにおいて、変動する場合がある。第３液体貯留室１３５の側壁は、液体の濡れ広がりを抑制する抑制構造１３８を有している。本実施形態において、抑制構造１３８は、第３液体貯留室１３５の側壁が傾斜する構造である。
【００３１】
図３は、第１実施形態における気体貯留室１３３の構造を説明する説明図である。第１液体貯留室１３２と気体貯留室１３３との接続部には、開口である接続口３０１が形成されている。気体貯留室１３３は、各高さにおいて、同じ流路断面積を有する略四角柱形状の内部空間を有する。接続口３０１の開口幅ａは、接続口３０１から気体透過膜２０２までの鉛直方向（Ｚ方向）における距離ｂより小さい。ここで、開口幅ａは、接続口３０１の最大幅である。また、距離ｂは、接続口３０１から気体透過膜２０２までの鉛直方向（Ｚ方向）における最短距離であり、気体透過膜２０２が天壁Ｔｓ２に配置されている本実施形態においては、接続口３０１から天壁Ｔｓ２までの距離である。また、気体透過膜２０２の天壁Ｔｓ２における最大幅は、開口幅ａと同じ大きさであり、距離ｂよりも小さい。本実施形態では、接続口３０１の面積と気体透過膜２０２の面積とが等しい。なお、気体貯留室１３３の内部空間は、略四角柱形状に限定されない。例えば、気体貯留室１３３の内部空間は、略円柱形状であってもよい。
【００３２】
第１液体貯留室１３２内に気泡が流入した場合や第１液体貯留室１３２内で気泡が発生した場合には、気体貯留室１３３若しくは第１液体貯留室１３２の気液界面に気泡が留まる。気液界面に留まった気泡は、時間の経過とともに破裂し、消失する。
【００３３】
Ａ３．比較例との比較
図４は、比較例に係る気体貯留室４３３の模式図である。比較例に係る気体貯留室４３３は、接続口３０１の開口幅Ａが、接続口３０１から気体透過膜２０２までの鉛直方向（Ｚ方向）における距離ｂより大きい点において、第１実施形態における気体貯留室１３３と異なる。なお、比較例と第１実施形態とでは、接続口３０１から気体透過膜２０２までの鉛直方向（Ｚ方向）における距離ｂは同一の距離である。以下では、第１実施形態の構成と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３４】
第１液体貯留室１３２、４３２内又は気体貯留室１３３、４３３内において、気泡が破裂した場合には、気泡の破裂によって生じた液滴が任意の方向に無秩序に飛び散る。比較例に係る気体貯留室４３３では、気泡の破裂によって生じた液滴が、気体透過膜２０２に付着する場合がある。また、例えば初期充填の際には、不規則な流れの液体が流路（例えば第１液体貯留室１３２、４３２の側壁）に衝突することにより、液体が飛沫する。比較例に係る気体貯留室４３３では、液体の飛沫によって生じた液滴が気体透過膜２０２に付着する場合があった。気体透過膜２０２に液滴が付着した場合には、気体透過膜２０２に付着した液滴が、気体透過膜２０２の表面上に留まることによって、液滴が局所蒸発するおそれがある。液滴が局所蒸発した場合には、液滴の粘度が増加し、液滴が固化する。固化した液滴が気体透過膜２０２の表面から第１液体貯留室４３２内の液体内へと移動した場合には、固化した液滴は異物となり、フィルター２１０における液体の流通経路を閉塞等することによる、ヘッドユニット１２における吐出不良の原因となり得る。なお、固化した液滴の液体内への移動は、例えば、キャリッジ１９が移動する際の振動によって気体透過膜２０２の表面から剥がれる場合や、液面上昇によって固化した液滴が液面に触れることにより液体内に浮遊する場合に発生し得る。また、液滴が気体透過膜２０２に付着した場合には、気体透過膜２０２に付着した液滴の一部が、気体透過膜２０２に浸潤する場合がある。この場合には、気体透過膜２０２内にしみ込んだ液滴が乾燥することにより、気体透過膜２０２内で固化するおそれがある。気体透過膜２０２内において液滴が固化した場合には、気体透過膜２０２における気体の流通経路が閉塞し、気体透過膜２０２の気体透過性を低下させる。
【００３５】
第１液体貯留室１３２及び気体貯留室１３３、４３３において、脱泡処理によって内部の気体が減少した場合には、液面が上昇する。ここで、比較例では気体透過膜２０２の最大幅が距離ｂより大きいため、例えば流路構造体４００の設置平面が水平面に対して傾いている場合には、第１実施形態に係る流路構造体１００と比べて、気体透過膜２０２における高低差が大きい。このため、比較例では、内脱泡処理によって液面が上昇した際に、第１実施形態と比べて、気体透過膜２０２の一部にのみ液面が接触する可能性が高い。気体透過膜２０２の一部にのみ液面が接触する場合には、気体透過膜２０４のうち液面が接触していない領域において、液滴の局所蒸発が生じるおそれがある。
【００３６】
一方、第１実施形態では、接続口３０１の開口幅ａが、接続口３０１から気体透過膜２０２までの鉛直方向（Ｚ方向）における距離ｂより小さいので、比較例と比べで、気泡の破裂によって生じた液滴が、気体透過膜２０２に到達する前に側壁Ｓｓに付着する可能性が高い。また、第１実施形態では、比較例と比べて気体貯留室１３３の幅が小さいため、脱泡処理に伴って液面が上昇した際に、気体透過膜２０２の一部のみに液面が接する可能性が低い。
【００３７】
以上説明した第１実施形態によれば、気体貯留室１３３と第１液体貯留室１３２とを接続する接続口３０１の開口幅ａは、接続口３０１と気体透過膜２０２との鉛直方向における距離ｂより小さい。つまり、開口幅ａを小さくすることで、第１液体貯留室１３２内の液体に含まれる気泡が破裂した場合において、破裂によって生じた液滴が気体貯留室１３３に侵入する可能性を低減できる。また、不規則な流れの液体が流路（例えば第１液体貯留室１３２の側壁）に衝突した際に、液体が飛沫することよって液滴が生じる場合において、飛沫によって生じた液滴が気体透過膜２０２に到達し付着する可能性を低減できる。これにより、液滴が気体透過膜２０２に到達し付着する可能性を低減できる。また、各高さにおける気体貯留室１３３の流路断面積が小さいことにより、気体貯留室１３３に液滴が侵入した場合であっても、液滴が気体透過膜２０２に到達する前に壁面に付着する可能性が高いので、気体透過膜２０２に液滴が到達することを抑制できる。したがって、気体透過膜２０２に付着した液体が固化や異物化するおそれを低減できる。
【００３８】
また第１実施形態によれば、気体透過膜２０２は、気体貯留室１３３の天壁Ｔｓ２に配置されているため、側壁Ｓｓに配置されている場合と比べて、接続口３０１と気体透過膜２０２との距離ｂを大きくすることが容易である。このため、距離ｂを大きくすることによって、気体透過膜２０２への液滴の付着の可能性を容易に低減できる。
【００３９】
また第１実施形態によれば、気体透過膜２０２の最大幅が小さいので、脱泡処理に伴って液面が上昇する場合において、気体透過膜２０２の一部のみに液面が接する可能性が低い。このため、液面の波立ちや気泡の破裂によって気体透過膜２０４に付着した液滴の局所蒸発が生じるおそれが低減される。
【００４０】
また第１実施形態によれば、液体として、水分の蒸発が速い速乾性のインクや水分が蒸発することによって異物化しやすい樹脂等の固形成分を含むインクを使用した場合であっても、距離ｂが開口幅ａより大きいことによって、液滴が気体透過膜２０２に付着することを抑制できる。これにより、気体透過膜２０２に付着した液滴が局所蒸発することに起因した液体の固化や異物化を抑制できるので、ノズル１５２の吐出不良の発生を抑制できる。したがって、距離ｂが開口幅ａより小さい場合と比べて、利用可能なインクの自由度が向上する。さらに、インク中に含まれる顔料成分、樹脂等の固形分の重量比率が１０％以上のインクにおいては、乾燥による固化物の発生が生じやすいため、更に流路構造体１００による固化や異物化の抑制効果が顕著なものとなる。
【００４１】
Ｂ．第２実施形態
図５は、第２実施形態における気体貯留室５３３の構造を説明する説明図である。第２実施形態は、気体貯留室５３３が接続口３０１から天壁Ｔｓ２（気体透過膜２０２）に向かうにつれて最大幅が大きくなるテーパー形状を有している点で第１実施形態と異なる。第２実施形態では、気体透過膜２０２の面積（有効膜面積）は、接続口３０１の面積より大きい。また、天壁Ｔｓ２における気体透過膜２０２の最大幅ｃは、距離ｂと比べて小さい。
【００４２】
第２実施形態は、上記第１実施形態と同様の構成を有する点において、同様の効果を奏する。さらに、第２実施形態によれば、気体透過膜２０２の面積が接続口３０１の面積より大きいので、気体透過膜２０２の面積が接続口３０１の面積以下である場合と比べて、気体透過膜２０２を介した気体の移動が容易である。このため、気体貯留室１３３における脱泡処理がより効率化される。
【００４３】
Ｃ．第３実施形態
図６は、第３実施形態における気体貯留室６３３の構造を説明する説明図である。第３実施形態は、気体貯留室６３３において接続口３０１から天壁Ｔｓ２（気体透過膜２０２）までの気体の流路が湾曲したエルボ形状を有している点で、第１実施形態と異なる。本実施形態においても、接続口３０１の開口幅ａは、接続口３０１と気体透過膜２０２との鉛直方向における距離ｂより小さい。
【００４４】
第３実施形態は、上記第１実施形態と同様の構成を有する点において、同様の効果を奏する。さらに、第３実施形態によれば、気体貯留室６３３がエルボ形状を有しているため、接続口３０１の直上に気体透過膜２０２が配置されていない。このため、第１液体貯留室１３２内の液体に含まれる気泡が破裂した場合において、破裂によって生じた液滴が気体透過膜２０２に到達し付着する可能性をより低減できる。したがって、気体透過膜２０２に付着した液体が固化や異物化するおそれをより低減できる。
【００４５】
Ｄ．第４実施形態
図７は、第４実施形態における気体貯留室７３３の構造を説明する説明図である。第４実施形態は、第３実施形態と比べて気体貯留室７３３の内部空間がより大きく湾曲したエルボ形状を有している点で、第３実施形態と異なる。本実施形態では、接続口３０１の開口幅ａは、接続口３０１と気体透過膜２０２との鉛直方向における距離Ｂより大きい。
【００４６】
以上説明した第４実施形態によれば、気体貯留室７３３が湾曲したエルボ形状を有しているため、第３実施形態と同様に、第１液体貯留室１３２内の液体に含まれる気泡が破裂した場合において、破裂によって生じた液滴が気体透過膜２０２に到達し付着する可能性を低減できる。したがって、気体透過膜２０２に付着した液体が固化や異物化するおそれを低減できる。
【００４７】
Ｅ．他の実施形態
Ｅ１．第１の他の実施形態
図８は、第１の他の実施形態における流路構造体１００ａを説明するための模式図である。上記実施形態において、気体貯留室１３３、５３３、６３３、７３３は、第１液体貯留室１３２の天壁Ｔｓ１に接続されているが、これに限定されない。例えば、図８に示すように、気体貯留室１３３は、第２液体貯留室１３４の天壁に接続されていてもよい。この場合には、第２液体貯留室１３４が、課題を解決するための手段における「液体貯留室」に対応する。ここで、フィルター２１０の下流側に位置する第２液体貯留室１３４には、フィルター２１０の液体流通経路の経路幅よりも小さい微小気泡が流入する場合がある。この場合には、第２液体貯留室１３４に流入した気泡は、気体貯留室１３３による脱泡処理によって除去されるので、フィルター２１０の下流側に位置する第２液体貯留室１３４の上方に留まる気泡を効率的に除去できる。このため、第２液体貯留室１３４に気泡が留まることによる、第２液体貯留室１３４の容積の減少を低減できる。なお、微小気泡は、第２液体貯留室１３４の上方に留まりやすい傾向がある。
【００４８】
また例えば、第３液体貯留室１３５の天壁に設けられた気体透過膜２０４に代えて、第３液体貯留室１３５の天壁から延びる気体貯留室１３３を備えていてもよい。この場合には、第３液体貯留室１３５が、「課題を解決するための手段」における「液体貯留室」に対応する。
【００４９】
Ｅ２．第２の他の実施形態
図９は、第２の他の実施形態における気体貯留室１３３ａの構造を説明するための説明図である。上記実施形態において、気体貯留室１３３、５３３、６３３、７３３の側壁Ｓｓの内表面の少なくとも一部は、撥液性を有する撥液面であってもよい。図９に示された気体貯留室１３３ａは、第１実施形態における気体貯留室１３３と同様の形状を有し、側壁Ｓｓの全体に撥液面１３９を有している。例えば、撥液面１３９は、側壁Ｓｓの内表面にロータス効果を生じさせる程度の大きさの凹凸が形成されていることによって撥液性を有していてもよい。また例えば、撥液面１３９は、側壁Ｓｓの内表面に塗布された撥液性を有する部材によって撥液性を有していてもよい。また、撥液面１３９は、側壁Ｓｓの内表面を形成する部材が有する撥液性によって撥液性を有していてもよい。この場合には、撥液面１３９に液面が位置する場合において、液面が側壁Ｓｓに沿って広がる濡れ広がりを抑制することができる。これにより、濡れ広がった液体が乾燥によって、固化や異物化することを抑制できる。なお、撥液面１３９は、気体貯留室１３３ａの側壁Ｓｓだけでなく、第１液体貯留室１３２の天壁Ｔｓ１や側壁に設けられていてもよい。撥液面１３９は、液体との接触角度が７０度以上であることが好ましく、８０度以上であることがより好ましい。これにより、例えば、固形分濃度が高く界面活性剤が多いインクのように、泡状の気泡が発生しやすい液体の場合、泡状の気泡が第１液体貯留室１３２や気体貯留室１３３ａに滞留する虞があるが、撥液面１３９が撥液性を有することで、気体貯留室１３３ａにおいて泡状の気泡が上昇しにくくなる。このため、気泡の破裂による気体透過膜２０２への液滴の付着をより抑制することができる。具体的には、図９において破線で示されている撥液面１３９が備えられていない場合における気泡の到達位置と比べて、気泡の到達位置を低くすることができる。なお、撥液面１３９は、下方に向かうにつれて段階的に撥液性が小さくなるように形成されていてもよい。
【００５０】
さらに、気体貯留室１３３、５３３、６３３、７３３の壁の内表面のうちで撥液面よりも鉛直方向下側の内表面と、第１液体貯留室１３２の壁の内表面との少なくともいずれか一方には、撥液面よりも撥液性が小さい親液面を有していてもよい。例えば、気体貯留室１３３、５３３、６３３、７３３の側壁Ｓｓのうち天壁Ｔｓ２側にのみ撥液面が形成されている場合には、側壁Ｓｓのうち接続口３０１側と第１液体貯留室１３２の壁面とに親液面が形成されていてもよい。この場合には、気体貯留室１３３及び第１液体貯留室１３２の壁面全体が撥液性を有する場合と比べて、液体の充填性を向上できる。親液面は、液体との接触角度が７０度未満であることが好ましく、４０度未満であることがより好ましい。
【００５１】
なお、撥液層は、例えば、撥液性を有するフィルムを気体貯留室１３３、５３３、６３３、７３３にインサートモールド成形することによって形成してもよい。撥液性を有する部材には、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）やフッ化炭素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））やシリコーン系樹脂（例えば、ＦＯＲＭ  ＢＡＮ  ＭＳ−５７５（Ｕｌｔｒａ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  Ｉｎｃ．製））を用いることが可能である。また、側壁Ｓｓの内表面に塗布して撥液層を形成するものとしては、例えば、以下に記載のものを用いることができる。
・フロロサーフＦＧ５０１０（フロロテクノロジー社製）（フロロサーフは登録商標。以下同様）
・フロロサーフＦＧ５０２０（フロロテクノロジー社製）
・フロロサーフＦＧ５０６０（フロロテクノロジー社製）
・フロロサーフＦＧ５０７０（フロロテクノロジー社製）
・オプツールＤＳＸ（ダイキン工業株式会社製）（オプツールは登録商標。）
・ｋｒｙｔｏｘＦＳＬ（Ｄｕｐｏｎｔ社製）（ｋｒｙｔｏｘは登録商標。以下同様）
・ｋｒｙｔｏｘＦＳＨ（Ｄｕｐｏｎｔ社製）
・ＦｏｍｂｌｉｎＺ（ソルベイソレクシス社製）（Ｆｏｍｂｌｉｎは登録商標）
・ＦＬＵＯＲＯＬＩＮＫＳ１０（ソルベイソレクシス社製）（ＦＬＵＯＲＯＬＩＮＫは登録商標。以下同様）
・ＦＬＵＯＲＯＬＩＮＫＣ１０（ソルベイソレクシス社製）
・モレスコホスファロールＡ２０Ｈ（（株）松村石油研究所製）
・モレスコホスファロールＡＤＯＨ（（株）松村石油研究所製）
・モレスコホスファロールＤＤＯＨ（（株）松村石油研究所製）
【００５２】
Ｅ３．第３の他の実施形態
図１０は、第３の他の実施形態における気体貯留室１３３ｂの構造を説明するための説明図である。上記実施形態において、気体透過膜２０２は、水平方向に平行になるように天壁Ｔｓ２に設けられているが、これに限定されない。例えば、図１０に示すように、気体透過膜２０２は、水平面に対して傾斜するように設けられていてもよい。この場合には、気体透過膜２０２に液滴が付着した際に、付着した液滴は、重力の作用によって、気体透過膜２０２の表面に沿って気体透過膜２０２から側壁Ｓｓ側へと移動させることができる。これにより、気体透過膜２０２に付着した液滴の除去が容易であるため、気体透過膜２０２に付着した液滴が局所蒸発することによって、固化することを抑制できる。
【００５３】
Ｅ４．第４の他の実施形態
図１１は、第４の他の実施形態における第１液体貯留室１３２ａの構造を説明するための説明図である。上記実施形態において、第１液体貯留室１３２ａの天壁Ｔｓ１は、例えば図１１に示すように、接続口３０１に向かうにつれて上側に位置するように傾斜していてもよい。この場合には、第１液体貯留室１３２ａ内の気泡が天壁Ｔｓ１に沿って移動することによって、気体貯留室１３３への気泡の移動が促進される。このため、第１液体貯留室１３２ａにおける脱泡処理が効率的に行われる。したがって、第１液体貯留室１３２ａの容積が気泡によって減少することが抑制される。
【００５４】
Ｅ５．第５の他の実施形態
上記実施形態において、気体透過膜２０２は、天壁Ｔｓ２に設けられているが、これに限定されない。例えば、側壁Ｓｓに設けられていてもよい。この場合には、気体貯留室１３３の天壁Ｔｓ２に設ける場合に比べて、気体透過膜２０２の面積を大きくすることが容易である。
【００５５】
Ｅ６．第６の他の実施形態
第２実施形態において、気体透過膜２０２の最大幅ｃは距離ｂよりも小さいが、これに限定されない。例えば、気体透過膜２０２の最大幅ｃは、距離ｂ以上の大きさであってもよい。この場合には、気体透過膜２０２の有効面積をより大きくすることによって、気体透過膜２０２を介して行われる脱泡処理をより効率的に行うことができる。
【００５６】
Ｅ７．第７の他の実施形態
上記実施形態において、気体透過膜２０２は、撥液性を有していてもよい。この場合には、液体が気体透過膜２０２に付着した場合において、液体の気体透過膜２０２への浸潤を抑制できる。
【００５７】
Ｅ８．第８の他の実施形態
上記実施形態において、流路構造体１００は、圧力調節機構１４２を備えているが、これに限定されない。例えば、液体供給源３０を高い位置に設けることによって液体に付与される圧力を利用して液体流路１３０内の圧力を正圧にすることによって、気体流通部１４１内の圧力より高い圧力にしてもよい。この場合であっても、液体流路１３０側から気体流通部１４１側への気体の移動が促進される。
【００５８】
Ｅ９．第９の他の実施形態
上記実施形態において、液体吐出装置１は、印刷媒体２０を加熱し、印刷媒体２０に吐出された液体の乾燥を促進する加熱機構を備えていてもよい。この場合には、印刷における液体の乾燥に要する時間を低減できる。また、液体吐出装置１は、加熱機構によって生じる熱によりヘッドユニット１２が昇温され、流路構造体１００内における液体の蒸発量が増加した場合であっても、距離ｂが開口幅ａより大きいことによって、液滴が気体透過膜２０２に付着することを抑制できるので、液滴の局所蒸発による固化や異物化を抑制できる。
【００５９】
Ｅ１０．第１０の他の実施形態
上記実施形態において、流路構造体１００及び２つのヘッド１５０は、一体化されているが、これに限定されない。例えば、流路構造体１００は、３つ以上のヘッド１５０と一体化されていてもよく、１つのヘッド１５０のみと一体化していてもよい。また例えば、流路構造体１００は、ヘッド１５０に着脱可能であってよい。また、流路構造体１００は、ヘッドユニット１２に備えられていなくてもよい。例えば、液体吐出装置１がサブタンクを備えている場合には、サブタンクに備えられていてもよい。
【００６０】
Ｅ１１．第１１の他の実施形態
上記実施形態において、第３液体貯留室１３５は、抑制構造１３８を有しているが、これに限定されない。例えば、第３液体貯留室１３５は、鉛直方向に沿った方向に延びる側壁を有していてもよい。
【００６１】
Ｅ１２．第１２の他の実施形態
本開示は、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開示は適用可能である。
（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。
【００６２】
なお、「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及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】
【００６３】
１…液体吐出装置、１０…外殻、１１…装着部、１２…ヘッドユニット、１７…制御部、１９…キャリッジ、２０…印刷媒体、３０…液体供給源、１００…流路構造体、１００ａ…流路構造体、１２２…液体導入針部、１３０…液体流路、１３１…供給流路、１３２…第１液体貯留室、１３２ａ…第１液体貯留室、１３３…気体貯留室、１３３ａ…気体貯留室、１３３ｂ…気体貯留室、１３４…第２液体貯留室、１３５…第３液体貯留室、１３６…液体貯留部、１３７…気体貯留部、１３８…抑制構造、１３９…撥液面、１４０…脱泡機構、１４１…気体流通部、１４２…圧力調節機構、１５０…ヘッド、１５１…本体部、１５２…ノズル、２０２…気体透過膜、２０４…気体透過膜、２１０…フィルター、３０１…接続口、４００…流路構造体、４３３…気体貯留室、５３３…気体貯留室、６３３…気体貯留室、７３３…気体貯留室、１３４２…接続流路、１３４４…流入口部、Ｓｓ…側壁、Ｔｓ１…天壁、Ｔｓ２…天壁
【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】
2019130749.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019130749.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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