JP2022048504A - インクジェット印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヘッドのノズルなどの詰まりによる印刷不能や、インク濃度の変動、インクへの気泡の侵入、ヘッドのノズルからのインクの漏れなどによる印刷品質の低下が抑制されたインクジェット印刷装置を提供する。【解決手段】 第１タンク１と、ヘッド２と、第１ポンプ３と、第１ポンプ３とヘッド２とを接続する第１ヘッド循環用配管８と、ヘッド２と第１ポンプ３とを接続する第２ヘッド循環用配管９と、第１タンク１と第２ヘッド循環用配管９とを接続する供給用配管１２と、供給用配管１２に配置された第１フィルタ５と、を備え、第２ヘッド循環用配管９にフィルタが配置されていないものとする。【選択図】 図１

Description

本発明は、ヘッドのノズルからインクを吐出させて印刷をおこなうインクジェット印刷装置に関する。

粒子成分（顔料、金属粒子等）が分散されたインクを使用して、インクジェット印刷装置によって印刷をおこなう場合、インクジェット印刷装置内でのインクの粒子成分の沈降や凝集を抑制することが重要な課題になる。インクの粒子成分の沈降や凝集は、粗大粒子の発生や、インク濃度の変動の原因になり、粗大粒子がヘッドのノズルに詰まって印刷不能になったり、インク濃度が変動して印刷品質が低下したりする虞があるからである。

特許文献１に、インクの粒子成分の沈降や凝集を抑制したインクジェット印刷装置が開示されている。図１３に、特許文献１のインクジェット印刷装置１０００を示す。

インクジェット印刷装置１０００は、タンク１０１と、ヘッド１０２と、ポンプ１０３とを備えている。ヘッド１０２は、インクを導入する導入口１０２ａと、インクを吐出するノズル１０２ｂと、ノズル１０２ｂから吐出されなかったインクを排出する排出口１０２ｃを備えている。ヘッド循環用配管１０４に、ヘッド１０２とポンプ１０３とが配置されている。タンク１０１とヘッド循環用配管１０４とが、供給用配管１０５によって接続されている。

ポンプ１０３を駆動させることによって、タンク１０１に貯留されたインク１０６ａが、供給用配管１０５を経由してヘッド循環用配管１０４に供給される。ヘッド循環用配管１０４に供給されたインク１０６ｂは、ポンプ１０３を駆動させることによってヘッド循環用配管１０４を循環し、ヘッド１０２のノズル１０２ｂから吐出されて印刷される。

インクジェット印刷装置１０００は、インク１０６ａを、ヘッド循環用配管１０４において循環させることによって、インクに分散された粒子成分の沈降や凝集を抑制している。

特開２０１２-１３９９４９号公報

インクジェット印刷装置１０００では、ヘッド循環用配管１０４を循環しているインクにおいて、新たに粒子成分の沈降や凝集が発生することは抑制される。しかしながら、タンク１０１や供給用配管１０５において粒子成分の沈降や凝集が発生した場合には、インクから粗大粒子を取り除くことができず、ヘッド循環用配管１０４を循環しているインクに粗大粒子が含まれることになり、ヘッド１０２のノズル１０２ｂが詰まって印刷不能になったり、インク濃度が変動して印刷品質が低下したりする虞があった。

本発明は上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その手段として本発明の第１実施態様にかかるインクジェット印刷装置は、第１インク供給口と、第１インク貯留部と、第１インク導出口と、を有する第１タンクと、インクを導入する導入口と、インクを吐出するノズルと、ノズルから吐出されなかったインクを排出する排出口と、を有するヘッドと、インクを吸引する第１吸引口と、インクを吐出する第１吐出口と、を有する第１ポンプと、第１ポンプの第１吐出口と、ヘッドの導入口と、を接続する第１ヘッド循環用配管と、ヘッドの排出口と、第１ポンプの第１吸引口と、を接続する第２ヘッド循環用配管と、第１タンクの第１インク導出口と、第１ポンプの第１吸引口、および、第２ヘッド循環用配管の任意の位置、の少なくとも1つと、を接続する供給用配管と、第１上流口と第１下流口とを有し、第１上流口から第１下流口へ通過するインクを濾過する、供給用配管に配置された第１フィルタと、を備え、第２ヘッド循環用配管にフィルタが配置されていないものとする。

本発明の第２実施態様にかかるインクジェット印刷装置は、第１インク供給口と、第１インク貯留部と、第１インク導出口と、を有する第１タンクと、インクを導入する導入口と、インクを吐出するノズルと、ノズルから吐出されなかったインクを排出する排出口と、を有するヘッドと、インクを吸引する第１吸引口と、インクを吐出する第１吐出口と、を有する第１ポンプと、第１ポンプの第１吐出口と、ヘッドの導入口と、を接続する第１ヘッド循環用配管と、ヘッドの排出口と、第１ポンプの第１吸引口と、を接続する第２ヘッド循環用配管と、第１タンクの第１インク導出口と、第１ポンプの第１吸引口、および、第２ヘッド循環用配管の任意の位置、の少なくとも1つと、を接続する供給用配管と、第１上流口と第１下流口とを有し、第１上流口から第１下流口へ通過するインクを濾過する、供給用配管に配置された第１フィルタと、を備え、ヘッドの排出口から第１ポンプの第１吸引口までの流路抵抗を、第１流路抵抗とし、第１タンクの第１インク導出口から第１ポンプの第１吸引口までの流路抵抗を、第２流路抵抗としたとき、第２流路抵抗が第１流路抵抗の１０倍以上の大きさであるものとする。

本発明の第３実施態様にかかるインクジェット印刷装置は、第１インク供給口と、第１インク貯留部と、第１インク導出口と、を有する第１タンクと、インクを導入する導入口と、インクを吐出するノズルと、ノズルから吐出されなかったインクを排出する排出口と、を有するヘッドと、インクを吸引する第１吸引口と、インクを吐出する第１吐出口と、を有する第１ポンプと、第１ポンプの第１吐出口と、ヘッドの導入口と、を接続する第１ヘッド循環用配管と、ヘッドの排出口と、第１ポンプの第１吸引口と、を接続する第２ヘッド循環用配管と、インクを吸引する第２吸引口と、インクを吐出する第２吐出口と、を有する第２ポンプと、第１タンクの第１インク導出口と、第２ポンプの第２吸引口と、を接続する第１タンク循環用配管と、第２ポンプの第２吐出口と、第１タンクの第１インク供給口と、を接続する第２タンク循環用配管と、第１タンク循環用配管の任意の位置と、第１ポンプの第１吸引口、および、第２ヘッド循環用配管の任意の位置、の少なくとも1つと、を接続する供給用配管と、第１上流口と第１下流口とを有し、第１上流口から第１下流口へ通過するインクを濾過する、供給用配管に配置された第１フィルタと、を備え、第２ヘッド循環用配管に、フィルタが配置されておらず、第１のタンク循環用配管のうち、第１タンクの第１インク導出口から、供給用配管が接続される部分まで、の位置に、フィルタが配置されていないものとする。

本発明の第４実施態様にかかるインクジェット印刷装置は、第１インク供給口と、第１インク貯留部と、第１インク導出口と、を有する第１タンクと、インクを導入する導入口と、インクを吐出するノズルと、ノズルから吐出されなかったインクを排出する排出口と、を有するヘッドと、インクを吸引する第１吸引口と、インクを吐出する第１吐出口と、を有する第１ポンプと、第１ポンプの第１吐出口と、ヘッドの導入口と、を接続する第１ヘッド循環用配管と、ヘッドの排出口と、第１ポンプの第１吸引口と、を接続する第２ヘッド循環用配管と、インクを吸引する第２吸引口と、インクを吐出する第２吐出口と、を有する第２ポンプと、第１タンクの第１インク導出口と、第２ポンプの第２吸引口と、を接続する第１タンク循環用配管と、第２ポンプの第２吐出口と、第１タンクの第１インク供給口と、を接続する第２タンク循環用配管と、第１タンク循環用配管の任意の位置と、第１ポンプの第１吸引口、および、第２ヘッド循環用配管の任意の位置、の少なくとも1つと、を接続する供給用配管と、第１上流口と第１下流口とを有し、第１上流口から第１下流口へ通過するインクを濾過する、供給用配管に配置された第１フィルタと、を備え、ヘッドの排出口から第２ポンプの第２吸引口までの流路抵抗を、第３の流路抵抗とし、第1タンクの第1インク導出口から第２ポンプの第２吸引口までの流路抵抗を、第４流路抵抗としたときに、第３流路抵抗が第４流路抵抗の、１０倍以上の値であるものとする。

本発明のインクジェット印刷装置は、ヘッドのノズルなどの詰まりによる印刷不能や、インク濃度の変動、インクへの気泡の侵入、ヘッドのノズルからのインクの漏れなどによる印刷品質の低下が、抑制されている。

第１実施形態にかかるインクジェット印刷装置１００を示す説明図である。 第１実施形態の変形例１にかかるインクジェット印刷装置１１０を示す説明図である。 第１実施形態の変形例２にかかるインクジェット印刷装置１２０を示す説明図である。 第１実施形態の変形例３にかかるインクジェット印刷装置１３０を示す説明図である。 第１実施形態の変形例４にかかるインクジェット印刷装置１４０を示す説明図である。 第２実施形態にかかるインクジェット印刷装置２００を示す説明図である。 第２実施形態の変形例１にかかるインクジェット印刷装置２１０を示す説明図である。 第３実施形態にかかるインクジェット印刷装置３００を示す説明図である。 第３実施形態の変形例１にかかるインクジェット印刷装置３１０を示す説明図である。 第４実施形態にかかるインクジェット印刷装置４００を示す説明図である。 第４実施形態の変形例１にかかるインクジェット印刷装置４１０を示す説明図である。 第４実施形態の変形例２にかかるインクジェット印刷装置４２０を示す説明図である。 特許文献１に開示されたインクジェット印刷装置１０００を示す説明図である。

以下、図面とともに、本発明を実施するための形態について説明する。

なお、各実施形態は、本発明の実施の形態を例示的に示したものであり、本発明が実施形態の内容に限定されることはない。また、異なる実施形態に記載された内容を組合せて実施することも可能であり、その場合の実施内容も本発明に含まれる。また、図面は、明細書の理解を助けるためのものであって、模式的に描画されている場合があり、描画された構成要素または構成要素間の寸法の比率が、明細書に記載されたそれらの寸法の比率と一致していない場合がある。また、明細書に記載されている構成要素が、図面において省略されている場合や、個数を省略して描画されている場合などがある。

[第１実施形態]
図１に、第１実施形態にかかるインクジェット印刷装置１００を示す。ただし、図１は、インクジェット印刷装置１００の説明図である。

以下においては、まず、インクジェット印刷装置１００の概要を説明し、その後に、各構成要素の詳細な説明をおこなう。

なお、インクジェット印刷装置１００は、（ａ）後述する供給用配管１２に第１フィルタ５を設けたこと、（ｂ）後述する第２ヘッド循環用配管９にフィルタを設けていないこと、を重要な特徴にしている。

インクジェット印刷装置１００は、第１タンク１と、ヘッド２と、第１ポンプ３と、第１フィルタ５と、ステージ７とを備えている。なお、図１には、インク５０、被印刷物６０も示している。

第１タンク１は、第３インク供給口１ｃと、第１インク貯留部１ｄと、第１インク導出口１ｅとを備えている。また、第３インク供給口１ｃは、蓋１ｆによって閉じられている。なお、タンクは第１タンク１だけには限られず、別のタンクを備えていてもよい。たとえば、第１タンク１をサブタンクとして、別にメインタンクを備えていてもよい。

ヘッド２は、インクを導入する導入口２ａと、インクを吐出する複数のノズル２ｂと、ノズル２ｂから吐出されなかったインクを排出する排出口２ｃとを備えている。ヘッド２のノズル２ｂに対向する位置に、ステージ７が配置されている。ステージ７に、被印刷物６０が載置されている。

第１ポンプ３は、インクを吸引する第１吸引口３ａと、インクを吐出する第１吐出口３ｂとを備えている。

第１フィルタ５は、第１上流口５ａと第１下流口５ｂとを有し、第１上流口５ａから第１下流口５ｂへ通過するインクを濾過する。

第１ポンプ３の第１吐出口３ｂと、ヘッド２の導入口２ａとが、第１ヘッド循環用配管８によって接続されている。ヘッド２の排出口２ｃと、第１ポンプ３の第１吸引口３ａとが、第２ヘッド循環用配管９によって接続されている。

第１タンク１の第１インク導出口１ｅと、第２ヘッド循環用配管９とが、供給用配管１２によって接続されている。供給用配管１２の第２ヘッド循環用配管９への接続点を第１接続点Ｊ１とする。ただし、供給用配管１２は、第２ヘッド循環用配管９に接続されるのに代えて、第１ポンプ３の第１吸引口３ａに直接に接続されてもよい。

供給用配管１２に、第１フィルタ５が配置されている。第１フィルタ５は、第１上流口５ａを第１タンク１側にして、第１下流口５ｂを第２ヘッド循環用配管９側にして配置されている。

インクジェット印刷装置１００は、たとえば、次のように使用する。

まず、第１タンク１の第３インク供給口１ｃから、第１インク貯留部１ｄにインク５０を充填し、貯留する。インク５０には、顔料、金属粒子等の粒子成分が分散されていてもよい。なお、以下の説明においては、煩雑になるのを避けるため、インク５０の符号「５０」を省略する場合がある。

次に、第１ポンプ３を駆動させる。この結果、第１インク導出口１ｅから、第１インク貯留部１ｄに貯留されていたインクが、供給用配管１２、第１フィルタ５、再び供給用配管１２、第２ヘッド循環用配管９をこの順番に経由して、第１ポンプ３の第１吸引口３ａに吸引される。第１ポンプ３の駆動力（吸引力、吐出力）は、適宜、調整される。第１ポンプ３は、第１タンク１からインクを吸引するポンプであり、かつ、後述する、ヘッド循環経路（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）にインクを循環させるポンプである。すなわち、第１ポンプ３の第１吸引口３ａには、第１タンク１から供給用配管１２を経由して供給されたインクと、ヘッド２でノズル２ｂから吐出されず排出口２ｃから排出されたインクとが、第２ヘッド循環用配管９の第１接続点Ｊ１で足し合わされて吸引される。

供給用配管１２を経由して、第１タンクから第２ヘッド循環用配管９に流れるインクに、顔料や金属粒子などの粒子成分が沈降や凝集して発生した粗大粒子が含まれている場合には、第１フィルタ５で除去される。

一方、第１ポンプ３の第１吸引口３ａに吸引されたインクは、第１吐出口３ｂから吐出され、第１ヘッド循環用配管８、ヘッド２、第２ヘッド循環用配管９をこの順番に経由して、再び第１ポンプ３の第１吸引口３ａに吸引される。すなわち、インクが、常時、第１ポンプ３、第１ヘッド循環用配管８、ヘッド２、第２ヘッド循環用配管９、第１ポンプ３をこの順番に循環する。したがって、インクに顔料や金属粒子などの粒子成分が分散されていても、粒子成分が沈降や凝集することが抑制される。なお、第１ヘッド循環用配管８および第２ヘッド循環用配管９からなるインクの循環経路を、ヘッド循環経路と呼ぶ場合がある。

ヘッド２において、ノズル２ｂから被印刷物６０に向ってインクが吐出されて、印刷がおこなわれる。印刷によって減少したインクは、第１タンク１から、第１タンク循環用配管１０、供給用配管１２を経由して、第２ヘッド循環用配管９に供給される。

次に、各構成要素の詳細について説明する。

第１タンク１の材質は任意であるが、たとえば、第１インク貯留部１ｄの内部の材質には、ステンレス等の金属やポリプロピレン等の樹脂を使用することができる。第１タンク１の容量も任意であるが、たとえば、５００ｍＬ～４０００ｍＬとすることができる。第１タンク１の形状も任意であるが、たとえば、第１インク貯留部１ｄの内部の形状を、円筒形状の底面に、すり鉢形状または円錐形状の傾斜部分を足し合わせたものとすることができる。この形状であれば、第１インク導出口１ｅから、スムースにインクを排出することができる。第１タンク１が、内部の気圧調整機構、インク量センサ、温度制御機構、攪拌機構等を備えることも好ましい。

第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９、供給用配管１２の配管の材質は任意であるが、たとえば、ステンレス等の金属やテフロン（登録商標）等の樹脂を使用することができる。配管の形状や寸法も任意であるが、たとえば、内径が１ｍｍ～２０ｍｍ程度の円筒形状のものを使用することができる。なお、内面に、角部や凹部など、インクが滞留しやすい部分がないことが好ましい。

第１ポンプ３には、たとえば、チューブポンプ、回転ポンプ、往復ポンプ等を使用することができる。流量は調整できることが好ましく、たとえば、１ｍＬ／分～５０ｍＬ／分程度の吸引、吐出能力があることが好ましい。

第１フィルタ５の材質は任意であるが、たとえば、ステンレス等の金属や、セルロース等の樹脂を使用することができる。第１フィルタ５のメッシュサイズも任意であるが、たとえば、０．０１μｍ～１００μｍ程度とすることができる。第１フィルタ５の断面積も任意であるが、たとえば、１０ｍｍ^２～１００００ｍｍ^２程度とすることができる。第１フィルタ５は、容易に取り外して、適宜、洗浄できることが好ましい。

ヘッド２には、複数のノズル２ｂが、整列状態で設けられている。ここで整列状態とは、少なくとも、各々のノズル２ｂがインクを吐出する方向がほぼ同一方向になるよう配置されており、かつ、各々のノズル２ｂがインクを吐出する方向に直交する平面において、任意の一方向に沿う、１つ、または、複数の直線上に、ほぼ等間隔に配置されていることをいう。１つのヘッド２のノズル２ｂの個数は任意であるが、たとえば、１個～１０００個程度とすることができる。ノズル２ｂのピッチ（隣接するノズル２ｂの中心間の距離）も任意であるが、たとえば、１μｍ～１０００μｍ程度とすることができる。ヘッド２の解像度も任意であるが、たとえば、５０ｄｐｉ～１００００ｄｐｉ程度とすることができる。

ヘッド２のインク吐出方式は任意であるが、たとえば、ピエゾ方式、サーマル方式、静電方式等を使用することができる。ヘッド２の駆動周波数も任意であるが、たとえば、１００Ｈｚ～２００ｋＨｚ程度とすることができる。１つのノズル２ｂの１回あたりのインクの吐出量も任意であるが、たとえば、０．００１ｐＬ～１００ｐＬ程度とすることができる。１台のインクジェット印刷装置１００に、複数のヘッド２を搭載してもよい。１台のインクジェット印刷装置１００で、複数の種類のインクを印刷したい場合は、それぞれのインクに対応した複数のヘッド２を搭載してもよい。

吐出方向に沿ってヘッド２のノズル２ｂと対向するように、被印刷物６０を支持するステージ７が配置されている。ステージ７に支持された被印刷物６０に対し、ノズル２ｂから吐出されたインクが付着することで、インクが被印刷物６０に印刷される。

ヘッド２のノズル２ｂと、ステージ７（被印刷物６０）との、ノズル２ｂの吐出方向に直交する相対位置が変化するように、ヘッド２とステージ７の少なくとも一方を駆動させる駆動機構（図示せず）が設けられている。なお、吐出方向に直交する相対位置が変化する際に、吐出方向に沿う相対位置が変化してもよい。ヘッド２のノズル２ｂと、ステージ７（被印刷物６０）との相対位置を認識する、認識機能を設けることも好ましい。

その他、インクジェット印刷装置１００には、ヘッド２を洗浄するヘッド洗浄機構、印刷予定位置と被印刷物６０との位置を合わせる位置合わせ機構、被印刷物６０を乾燥させる乾燥機構等を設けることも好ましい。

上述したとおり、インクジェット印刷装置１００は、（ａ）供給用配管１２に第１フィルタ５を設けたこと、（ｂ）第２ヘッド循環用配管９にフィルタを設けていないこと、を特徴にしている。次に、この理由について説明する。

優れた印刷品質を得るためには、インクに粗大粒子が含まれていないこと、インクに気泡が含まれていないこと、ヘッドのノズルからインクの漏れがないこと、が必要になる。

本発明においては、循環経路（ヘッド循環経路やタンク循環経路）においてインクを循環させることによって、粒子成分の沈降や凝集してインクに粗大粒子が発生することを抑制するとともに、フィルタでインクに発生した粗大粒子を取り除くようにしている。

循環経路において、循環するインクのスピードは重要である。循環するインクのスピードが速いと、粒子成分の沈降や凝集が起こりにくく粗大粒子が発生しにくいが、ヘッドのノズルからインクに気泡が侵入しやすい。一方、循環するインクのスピードが遅いと、ヘッドのノズルからインクへの気泡の侵入は抑制できるが、粒子成分が沈降や凝集して粗大粒子が発生しやすい。そこで、ポンプの駆動力（吸引力、吐出力）を調整して、循環経路を循環するインクのスピードを、粒子成分の沈降や凝集による粗大粒子の発生が抑制され、かつ、ヘッドのノズルからインクへの気泡の侵入が抑制された、スピードに保つことが重要である。

しかしながら、本件出願人の研究の結果、インクの経路にフィルタを設けると、フィルタを設ける位置によっては、インクの流れが影響を受けて、インクのスピードを維持することができなくなったり、流れるインクの圧力が局所的に変化したりして、インクに粗大粒子が発生したり、インクに気泡が侵入したり、ヘッドのノズルからインクが漏れたりする場合があることが分かった。

本件出願人は、次の実験１を実施して、フィルタを配置する適正な位置を調べた。実験１の装置には、インクジェット印刷装置１００を使用した。ただし、実験１においては、供給用配管１２に第１フィルタ５を設けない場合がある。なお、本実験に使用したインクジェット印刷装置１００は、ヘッド２の排出口２ｃから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第１流路抵抗を約１５０Ｐａとし、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第２流路抵抗を約８８０Ｐａとした。

流路抵抗は、たとえば、配管の内径、配管の長さ、配管の内面の粗さ、配管の材質、などの１つまたは複数を選定することにより、適宜、設定することができる。なお、配管の内径を、一部分において、小さくしたり、大きくしたりしても、流路抵抗を変化させることができる。

実験１においては、供給用配管１２と、第２ヘッド循環用配管９におけるヘッド２と第１接続点Ｊ１の間との、両方にフィルタを設けるか、どちらか一方にフィルタを設けるか、両方にフィルタを設けないかの、いずれかにした。具体的には、試料１は、供給用配管１２と、第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間と、の両方にフィルタを設けた。試料２は、第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間にフィルタを設け、供給用配管１２にフィルタを設けなかった。試料３は、供給用配管１２にフィルタを設け、第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間にフィルタを設けなかった。試料４は、供給用配管１２と、第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間と、の両方にフィルタを設けなかった。

第１ポンプ３の駆動力（吸引力、吐出力）を、インクにおいて粒子成分の沈降、凝集が発生せず、かつ、ヘッドからインクへ気泡が侵入しない大きさに調整したうえで、各試料につき、ヘッド２のノズル２ｂからのインク漏れの有無を確認した。結果を、表１に示す。

表１に示すように、供給用配管１２にフィルタを設け、第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間にフィルタを設けなかった試料３だけが、ヘッド２のノズル２ｂからインク漏れが発生せず、試料１、２、４はインク漏れが発生した。

インクジェット印刷装置１００は、実験1の結果に基づき、（ａ）供給用配管１２に第１フィルタ５を設け、（ｂ）第２ヘッド循環用配管９にフィルタを設けないこととした。そのため、インクジェット印刷装置１００は、ヘッド循環経路（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）を循環するインクにおいて粒子成分の沈降、凝集が発生しない、ヘッド２のノズル２ｂからインクに気泡が侵入しない、ヘッド２のノズル２ｂからインクが漏れないという、３つの要件を同時に満たすことが可能である。

インクジェット印刷装置１００は、第１ポンプ３を駆動させることにより、常時、インクが、ヘッド循環経路である、第１ポンプ３、第１ヘッド循環用配管８、ヘッド２、第２ヘッド循環用配管９、第１ポンプ３を順番に循環するため、ヘッド循環経路における粒子成分の沈降や凝集が抑制されている。

インクジェット印刷装置１００は、ヘッド２のノズル２ｂから吐出されたインクを補うために、第１タンク１から、供給用配管１２を経由してヘッド循環経路に供給されるが、第１タンク１に貯蔵されたインクに粗大粒子が含まれていても、第１フィルタ５で取り除くことができる。

インクジェット印刷装置１００は、ヘッド２のノズル２ｂからインクへの気泡の侵入や、ヘッド２のノズル２ｂからのインクの漏れが抑制されている。

インクジェット印刷装置１００は、ヘッド２の排出口２ｃから排出されたインクと供給用配管１２から供給されたインクとを合わせて第１ポンプ３の第１吸引口３ａで吸引し、第１吐出口３ｂから吐出して、インクをヘッド２に送って印刷しているため、安定して印刷をおこなうことができる。すなわち、このような方法を取らず、第１ポンプ３の第１吐出口３ｂから吐出されたインクと、供給用配管１２から供給されたインクとを合わせてヘッド２に送り、印刷した場合には、ヘッド２のノズル２ｂから気泡が入りやすく印刷が不安定化するが、インクジェット印刷装置１００はこのようなことがない。

（第１実施形態の変形例１：インクジェット印刷装置１１０）
図２に、第１実施形態の変形例１にかかるインクジェット印刷装置１１０を示す。

インクジェット印刷装置１１０は、インクジェット印刷装置１００の第１ヘッド循環用配管８に第２フィルタ６を配置した。第２フィルタ６は、第２上流口６ａを第１ポンプ３側にして、第２下流口６ｂをヘッド２側にして配置されている。第２フィルタ６には、第１フィルタ５と同じものを使用した。

インクジェット印刷装置１１０では、ヘッド循環経路（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）を循環するインクに、顔料や金属粒子などの粒子成分が沈降や凝集して粗大粒子が含まれている場合には、第２フィルタ６で取り除くことができる。

（第１実施形態の変形例２：インクジェット印刷装置１２０）
図３に、第１実施形態の変形例２にかかるインクジェット印刷装置１２０を示す。インクジェット印刷装置１２０は、変形例１にかかるインクジェット印刷装置１１０に、さらに変更を加えた。

インクジェット印刷装置１２０は、インクジェット印刷装置１１０の第１ヘッド循環用配管８の第１ポンプ３と第２フィルタ６との間に、鉛直方向上向きに延びる大気解放型のエア抜き流路１３を設けた。インクジェット印刷装置１２０は、エア抜き流路１３によって、第１ヘッド循環用配管８を流れるインクから不要な気泡を取り除くことができる。

なお、エア抜き流路１３に収容されたインクの上面は、インクの自重と、第１ポンプ３がインクを吐出させる圧力とがバランスすることによって一定の範囲に保たれる。したがって、大気解放されたエア抜き流路１３からインクが溢れ出すことなく、エア抜き流路１３の先端から不要な気泡が大気に放出される。

エア抜き流路１３の材質、寸法等は任意であるが、エア抜き流路１３の長さは１０ｍｍ以上であることが好ましい。エア抜き流路１３の先端からインクが溢れ出すことを防止するためである。本変形例においては、エア抜き流路１３に、第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９、供給用配管１２の配管と同じ材質、同じ内径のものを使用した。

インクジェット印刷装置１２０は、第２フィルタ６を通過して圧力が低下する前に、第１ヘッド循環用配管８を流れるインクから不要な気泡を取り除くため、気泡を取り除く効率が高い。

（第１実施形態の変形例３：インクジェット印刷装置１３０）
図４に、第１実施形態の変形例３にかかるインクジェット印刷装置１３０を示す。インクジェット印刷装置１３０も、変形例１にかかるインクジェット印刷装置１１０に、さらに変更を加えた。

インクジェット印刷装置１３０は、インクジェット印刷装置１１０の第１ヘッド循環用配管８の第２フィルタ６とヘッド２の間に、鉛直方向上向きに延びる大気解放型のエア抜き流路１３を設けた。インクジェット印刷装置１３０は、エア抜き流路１３によって、第１ヘッド循環用配管８を流れるインクから不要な気泡を取り除くことができる。

インクジェット印刷装置１３０は、第１ヘッド循環用配管８のヘッド２の直前で不要な気泡を取り除くため、ヘッド２の導入口２ａに導入されるインクから確実に気泡を取り除くことができる。

（第１実施形態の変形例４：インクジェット印刷装置１４０）
図５に、第１実施形態の変形例４にかかるインクジェット印刷装置１４０を示す。インクジェット印刷装置１４０は、変形例２にかかるインクジェット印刷装置１２０に、さらに変更を加えた。

インクジェット印刷装置１４０は、第１タンク１に第２インク供給口１ｂを設け、エア抜き流路１３の先端を第２インク供給口１ｂに接続した。

インクジェット印刷装置１４０は、エア抜き流路１３からインクが溢れ出しても、溢れたインクを第１タンク１の第１インク貯留部１ｄに戻すことができる。したがって、インクジェット印刷装置１４０は、インクを無駄にすることがなく、また溢れ出たインクの汚れを清掃する等の不要な作業が発生しない。

[第２実施形態]
図６に、第２実施形態にかかるインクジェット印刷装置２００を示す。ただし、図６は、インクジェット印刷装置２００の説明図である。

インクジェット印刷装置２００は、（ｃ）供給用配管１２に第１フィルタ５を設けたこと、（ｄ）第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第２流路抵抗を、ヘッド２の排出口２ｃから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第１流路抵抗の１０倍以上としたこと、を重要な特徴にしている。

なお、本明細書において、フィルタが設けられた流路の流路抵抗は、フィルタを含めた状態での流路抵抗を指すものとする。

上述した実験１では、供給用配管１２と、第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間との、両方にフィルタを設けると（試料１）、ヘッド２のノズル２ｂからインク漏れが発生した。ただし、実験１では、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第２流路抵抗は、ヘッド２の排出口２ｃから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第１流路抵抗の約５．９倍程度であった。

本件出願人は、試行錯誤の結果、供給用配管１２と、第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間との、両方にフィルタを設けた場合であっても、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第２流路抵抗を、ヘッド２の排出口２ｃから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第１流路抵抗の１０倍以上とすれば、ヘッド２のノズル２ｂからのインク漏れを抑制できることを見出した。

通常、ヘッド２の排出口２ｃから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第１流路抵抗は、１０Ｐａ～４００Ｐａ程度に設定される。一方、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第２流路抵抗は、５０Ｐａ～２０００Ｐａ程度に設定される。これらの範囲内で、第２流路抵抗を、第１流路抵抗の１０倍以上にすれば、供給用配管１２と、第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間との、両方にフィルタを設けた場合であっても、ヘッド２のノズル２ｂからのインク漏れを抑制することができる。

この知見が正しいことを裏付けるため、次の実験２を実施した。実験２の装置には、供給用配管１２に第１フィルタ５が設けられた第１実施形態のインクジェット印刷装置１００を使用し、さらに第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間にフィルタを追加して設けた。

試料１１は、第２流路抵抗を第１流路抵抗の２倍にした。試料１２は、第２流路抵抗を第１流路抵抗の８倍にした。試料１３は、第２流路抵抗を第１流路抵抗の１０倍にした。そして、第１ポンプ３の駆動力（吸引力、吐出力）を、インクにおいて粒子成分の沈降、凝集が発生せず、かつ、ヘッドからインクへ気泡が侵入しない大きさに調整したうえで、各試料につき、ヘッド２のノズル２ｂからのインクの漏れの有無を確認した。結果を、表２に示す。

表２に示すように、第２流路抵抗を第１流路抵抗の１０倍とした試料１３だけがヘッド２のノズル２ｂからのインク漏れが発生せず、試料１１、１２はインク漏れが発生した。

第２実施形態にかかるインクジェット印刷装置２００は、実験２の結果に基づき、第１実施形態にかかるインクジェット印刷装置１００の基本的な構成を踏襲したうえで、（ｃ）供給用配管１２に第１フィルタ５を設け、（ｄ）第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第２流路抵抗を、ヘッド２の排出口２ｃから第１ポンプ３の第１吸引口３ａまでの流路抵抗である第１流路抵抗の１０倍以上とした。そのため、インクジェット印刷装置２００も、ヘッド循環（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）を循環するインクにおいて粒子成分の沈降、凝集が発生しない、ヘッド２のノズル２ｂからインクに気泡が侵入しない、ヘッド２のノズル２ｂからインクが漏れないという、３つの要件を同時に満たすことが可能である。

なお、インクジェット印刷装置２００は、第２ヘッド循環用配管９にフィルタを設けない場合においても、ヘッド２のノズル２ｂからのインク漏れが確実に抑制されたインクジェット印刷装置であるといえる。

（第２実施形態の変形例１：インクジェット印刷装置２１０）
図７に、第２実施形態の変形例１にかかるインクジェット印刷装置２１０を示す。

インクジェット印刷装置２１０は、第２ヘッド循環用配管９のヘッド２と第１接続点Ｊ１の間に、第３フィルタ１４を追加した。第３フィルタ１４は、第３上流口１４ａをヘッド２側にして、第３下流口１４ｂを第１接続点Ｊ１側にして配置されている。

インクジェット印刷装置２１０では、ヘッド循環経路（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）を循環するインクに、顔料や金属粒子などの粒子成分が沈降や凝集して粗大粒子が含まれている場合には、第３フィルタ１４で取り除くことができる。

[第３実施形態]
図８に、第３実施形態にかかるインクジェット印刷装置３００を示す。ただし、図８は、インクジェット印刷装置３００の説明図である。

インクジェット印刷装置３００は、第１実施形態にかかるインクジェット印刷装置１００に、タンク循環経路を追加したものである。具体的には、第１タンク１の第１インク導出口１ｅを起点にし、第１タンク１に新たに設けた第１インク供給口１ａを終点にして、両者の間に、第１タンク循環用配管１０と、第２ポンプ４と、第２タンク循環用配管１１とからなるタンク循環経路を追加した。

インクジェット印刷装置１００では、供給用配管１２の一端を第１タンク１の第１インク導出口１ｅに接続していたが、インクジェット印刷装置３００では、これに代えて、供給用配管１２の一端を、第１タンク循環用配管１０に設けた第２接続点Ｊ２に接続している。

インクジェット印刷装置３００は、（ｅ）供給用配管１２に第１フィルタ５を設けたこと、（ｆ）第２ヘッド循環用配管９にフィルタを設けていないこと、（ｇ）第１タンク循環用配管１０のうち、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第２接続点Ｊ２までの位置にフィルタを設けていないこと、を重要な特徴にしている。

第２ポンプ４には、第１ポンプ３と同じものを使用した。第２ポンプ４は、第２吸引口４ａを第１タンク循環用配管１０側にして、第２吐出口４ｂを第２タンク循環用配管１１側にして、タンク循環経路に設けられている。

第１タンク循環用配管１０、第２タンク循環用配管１１には、第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９、供給用配管１２と同じ材質、同じ内径のものを使用した。

インクジェット印刷装置３００は、第２ポンプ４を駆動させることにより、常時、インクが、タンク循環経路（第１タンク循環用配管１０、第２タンク循環用配管１１）を循環するため、タンク循環経路における粒子成分の沈降や凝集が抑制される。

インクジェット印刷装置３００において、（ｆ）第２ヘッド循環用配管９にフィルタを設けない理由は、第１実施形態の実験１で説明したとおり、ヘッド２のノズル２ｂからのインク漏れを抑制するためである。

次に、インクジェット印刷装置３００において、（ｅ）供給用配管１２に第１フィルタ５を設け、（ｇ）第１タンク循環用配管１０のうち、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第２接続点Ｊ２までの位置にフィルタを設けないこと、にした理由を説明する。

第１タンク１の貯留されたインクに、粒子成分が沈降や凝集して発生した粗大粒子が含まれる場合、インクがヘッド循環経路（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）に供給される前に、フィルタによって取り除く必要がある。

しかしながら、本件出願人の研究の結果、インクジェット印刷装置に、タンク循環経路（第１タンク循環用配管１０、第２タンク循環用配管１１）および第２ポンプ４を設けた場合、フィルタの設置位置を適正に選定しないと、第２ポンプ４の影響により、ヘッド循環経路（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）に供給されるインクが不足し、ヘッド２のノズル２ｂからインクに気泡が侵入することがわかった。

本件出願人は、次の実験３を実施して、フィルタを配置する適正な位置を調べた。実験３の装置には、インクジェット印刷装置３００を使用した。ただし、実験３においては、供給用配管１２に第１フィルタ５を設けない場合がある。なお、本実験に使用したインクジェット印刷装置３００は、ヘッド２の排出口２ｃから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第３流路抵抗を約８８０Ｐａとし、第1タンクの第１インク導出口１ｅから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第４流路抵抗を約１１０Ｐａとした。

実験３においては、供給用配管１２と、第１タンク循環用配管１０における第１タンク１の第１インク導出口１ｅと第２接続点Ｊ２の間との、両方にフィルタを設けるか、どちらか一方にフィルタを設けるか、両方にフィルタを設けないかの、いずれかにした。具体的には、試料２１は、供給用配管１２と、第１タンク循環用配管１０における第１タンク１の第１インク導出口１ｅと第２接続点Ｊ２の間と、の両方にフィルタを設けた。試料２２は、第１タンク循環用配管１０における第１タンク１の第１インク導出口１ｅと第２接続点Ｊ２の間にフィルタを設け、供給用配管１２にフィルタを設けなかった。試料２３は、供給用配管１２にフィルタを設け、第１タンク循環用配管１０における第１タンク１の第１インク導出口１ｅと第２接続点Ｊ２の間にフィルタを設けなかった。試料２４は、供給用配管１２と、第１タンク循環用配管１０における第１タンク１の第１インク導出口１ｅと第２接続点Ｊ２の間と、の両方にフィルタを設けなかった。

まず、第１ポンプ３の駆動力（吸引力、吐出力）を、ヘッド循環経路において粒子成分の沈降、凝集が発生せず、かつ、ヘッドからインクへ気泡が侵入しない大きさに調整した。次に、第２ポンプ４の駆動力（吸引力、吐出力）を、タンク循環経路において粒子成分の沈降、凝集が発生しない大きさに調整した。そして、各試料につき、ヘッド２のノズル２ｂからインクへの気泡の侵入の有無を確認した。結果を、表３に示す。

表３に示すように、供給用配管１２にフィルタを設け、第１タンク循環用配管１０の第１タンクの第１インク導出口１ｅから第２接続点Ｊ２の間にフィルタを設けなかった試料２３だけが、ヘッド２のノズル２ｂからインクへの気泡の侵入が発生せず、試料２１、２２、２４は気泡の侵入が発生した。試料２１、２２、２４は、第２ポンプ４の影響により、ヘッド循環経路（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）に供給されるインクが不足し、ヘッド２のノズル２ｂからインクに気泡が侵入したものと考えられる。

インクジェット印刷装置３００は、実験３の結果に基づき、（ｅ）供給用配管１２に第１フィルタ５を設け、（ｇ）第１タンク循環用配管１０のうち、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第２接続点Ｊ２までの位置にフィルタを設けないこととした。そのため、インクジェット印刷装置３００は、ヘッド循環経路に供給されるインクが不足せず、ヘッド２のノズル２ｂからインクに気泡が侵入しにくい。

また、インクジェット印刷装置３００は、インクが、常時、ヘッド循環経路およびタンク循環経路を循環しているため、ヘッド循環経路およびタンク循環経路において、粒子成分の沈降や凝集が抑制されている。また、ヘッド循環経路からタンク循環経路に供給されるインクに粗大粒子が含まれている場合は、第１フィルタ５によって取り除かれる。

（第３実施形態の変形例１：インクジェット印刷装置３１０）
図９に、第３実施形態の変形例１にかかるインクジェット印刷装置３１０を示す。

インクジェット印刷装置３１０は、第１ヘッド循環用配管８に第２フィルタ６を配置した。

また、インクジェット印刷装置３１０は、第１ヘッド循環用配管８の第１ポンプ３と第２フィルタ６との間に、エア抜き流路１３を設けた。そして、エア抜き流路１３の先端を第１タンク１の第２インク供給口１ｂに接続した。

インクジェット印刷装置３１０は、ヘッド循環経路（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）を循環するインクに、顔料や金属粒子などの粒子成分が沈降や凝集して粗大粒子が含まれている場合には、第２フィルタ６で取り除くことができる。

また、インクジェット印刷装置３１０は、エア抜き流路１３によって、第１ヘッド循環用配管８を流れるインクから不要な気泡を取り除くことができる。なお、インクジェット印刷装置３１０は、エア抜き流路１３からインクが溢れ出しても、溢れたインクを第１タンクの第１インク貯留部１ｄに戻すことができ、インクを無駄にすることがない。

[第４実施形態]
図１０に、第４実施形態にかかるインクジェット印刷装置４００を示す。ただし、図１０は、インクジェット印刷装置４００の説明図である。

インクジェット印刷装置４００は、（ｈ）供給用配管１２に第１フィルタ５を設けたこと、（ｉ）ヘッド２の排出口２ｃから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第３流路抵抗を、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第４流路抵抗の１０倍以上としたこと、を重要な特徴にしている。

上述した実験３では、供給用配管１２と、第１タンク循環用配管１０において第１タンクの第１インク導出口１ｅと第２接続点Ｊ２の間と、の両方にフィルタを設けると（試料２１）、ヘッド２のノズル２ｂからインクへの気泡の侵入が発生した。ただし、実験３では、ヘッド２の排出口２ｃから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第３流路抵抗は、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第４流路抵抗の約８倍程度であった。

本件出願人は、試行錯誤の結果、第１タンク循環用配管１０の第１タンクの第１インク導出口１ｅから第２接続点Ｊ２の間と、供給用配管１２との、両方にフィルタを設けた場合であっても、ヘッド２の排出口２ｃから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第３流路抵抗を、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第４流路抵抗の１０倍以上とすれば、ヘッド２のノズル２ｂからのインクへの気泡の侵入を抑制できることを見出した。

通常、ヘッド２の排出口２ｃから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第３流路抵抗は、５０Ｐａ～２０００Ｐａ程度に設定される。一方、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第４流路抵抗は、１０Ｐａ～４００Ｐａ程度に設定される。これらの範囲内で、第３流路抵抗を、第４流路抵抗の１０倍以上にすれば、供給用配管１２と、第１タンク循環用配管１０における第１タンク１の第１インク導出口１ｅと第２接続点Ｊ２の間との、両方にフィルタを設けた場合であっても、ヘッド２のノズル２ｂからのインクへの気泡の侵入を抑制することができる。

この知見が正しいことを裏付けるため、次の実験４を実施した。実験４の装置には、供給用配管１２に第１フィルタ５が設けられた第３実施形態のインクジェット印刷装置３００を使用し、さらに第１タンク循環用配管１０における第１タンク１の第１インク導出口１ｅと第２接続点Ｊ２の間にフィルタを追加して設けた。

試料３１は、第３流路抵抗を第４流路抵抗の２倍にした。試料３２は、第３流路抵抗を第４流路抵抗の８倍にした。試料３３は、第３流路抵抗を第４流路抵抗の１０倍にした。そして、各試料につき、ヘッド２のノズル２ｂからインクへの気泡の侵入の有無を確認した。結果を、表４に示す。

表４に示すように、第３流路抵抗を第４流路抵抗の１０倍とした試料３３だけがヘッド２のノズル２ｂからインクへ気泡が侵入せず、試料３１、３２は気泡が侵入した。

第４実施形態にかかるインクジェット印刷装置４００は、実験４の結果に基づき、第３実施形態にかかるインクジェット印刷装置３００の基本的な構成を踏襲したうえで、（ｈ）供給用配管１２に第１フィルタ５を設け、（ｉ）ヘッド２の排出口２ｃから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第３流路抵抗を、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第４流路抵抗の１０倍以上とした。そのため、インクジェット印刷装置４００も、ヘッド循環経路およびタンク循環経路における粒子成分の沈降や凝集が抑制され、かつ、ヘッド２のノズル２ｂからの気泡のインクへ侵入が抑制されている。

また、インクジェット印刷装置４００においても、ヘッド循環経路からタンク循環経路に供給されるインクに粗大粒子が含まれている場合は、第１フィルタ５によって取り除かれる。

なお、インクジェット印刷装置４００は、第１タンク循環用配管１０の第１タンク１と第２接続点Ｊ２との間にフィルタを設けない場合においても、ヘッド２のノズル２ｂからインクへの気泡の侵入が確実に抑制されたインクジェット印刷装置であるといえる。

（第４実施形態の変形例１：インクジェット印刷装置４１０）
図１１に、第４実施形態の変形例１にかかるインクジェット印刷装置４１０を示す。

インクジェット印刷装置４１０は、第１タンク循環用配管１０の第１タンク１と第２接続点Ｊ２の間に、第４フィルタ１５を追加した。なお、第４フィルタ１５は、第４上流口１５ａを第１タンク１側にして、第４下流口１５ｂを第２接続点Ｊ２側にして配置されている。

インクジェット印刷装置４１０は、ヘッド２の排出口２ｃから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第３流路抵抗を、第１タンク１の第１インク導出口１ｅから第２ポンプ４の第２吸引口４ａまでの流路抵抗である第４流路抵抗以上としているため、第４フィルタ１５を追加しても、ヘッド２のノズル２ｂからインクへの気泡の侵入が抑制されている。

インクジェット印刷装置４１０では、タンク循環経路（第１タンク循環用配管１０、第２タンク循環用配管１１）を循環するインクに、顔料や金属粒子などの粒子成分が沈降や凝集して粗大粒子が含まれている場合には、第４フィルタ１５で取り除くことができる。

（第４実施形態の変形例２：インクジェット印刷装置４２０）
図１２に、第４実施形態の変形例２にかかるインクジェット印刷装置４２０を示す。インクジェット印刷装置４２０も、インクジェット印刷装置４００に変更を加えたものである。

インクジェット印刷装置４２０は、第１ヘッド循環用配管８に第２フィルタ６を配置した。

また、インクジェット印刷装置４２０は、第１ヘッド循環用配管８の第１ポンプ３と第２フィルタ６との間に、エア抜き流路１３を設けた。

インクジェット印刷装置４２０は、ヘッド循環経路（第１ヘッド循環用配管８、第２ヘッド循環用配管９）を循環するインクに、顔料や金属粒子などの粒子成分が沈降や凝集して粗大粒子が含まれている場合には、第２フィルタ６で取り除くことができる。

また、インクジェット印刷装置４２０は、エア抜き流路１３によって、第１ヘッド循環用配管８を流れるインクから不要な気泡を取り除くことができる。なお、インクジェット印刷装置４２０は、エア抜き流路１３からインクが溢れ出しても、溢れたインクを第１タンクの第１インク貯留部１ｄに戻すことができ、インクを無駄にすることがない。

以上、第１実施形態～第４実施形態にかかるインクジェット印刷装置、および、それらの変形例について説明した。しかしながら、本発明が上述した内容に限定されることはなく、発明の趣旨に沿って種々の変更をなすことができる。

たとえば、上記の実施形態においては、インクジェット印刷装置に第１タンク１のみを設けたが、タンクの個数は任意であり、たとえば、第１タンク１をサブタンクとして、別に設けたメインタンクからインクを供給するようにしてもよい。

また、上記の実施形態においては、最小限のフィルタを示しており、発明の主旨に反しない限りにおいて、配管のその他の位置に、フィルタを追加して設けてもよい。

また、各実施形態のインクジェット印刷装置のヘッド２に、ヘッド洗浄機構を付加してもよい。ヘッド洗浄機構としては、たとえば、ノズル開口部拭き取りタイプや、ヘッド内部洗浄タイプなどを採用することができる。

ノズル開口部拭き取りタイプのヘッド洗浄機構は、印刷動作の前後や合間に、拭き取り部材をヘッド２のノズル２ｂの開口部とその近傍に接触させ、相対平行に動かして拭き取ることで、付着物を除去する洗浄機構である。

拭き取り部材の、ヘッド２のノズル２ｂの開口部とその近傍に接触させる部分の材質は、たとえば、ウエスなどの布、紙、樹脂、ゴムのうち、少なくとも１つを含むものとすることができる。拭き取り部材は、少なくとも表面が、凹凸状、網目状、スポンジ状であってもよい。拭き取り部材の形状は、たとえば、平面状、ブレード状、ローラー状など、拭き取り易い任意の形状にすることができる。シート状の拭き取り部材をローラーなどに巻き掛けて使用し、使用後に巻き取ることで、拭き取り部材からヘッド２のノズル２ｂの開口部に、付着物が再付着することを抑制するようにしてもよい。

ヘッド２は、複数のノズル２ｂが整列状態で設けられているが、拭き取り部材による拭き取りの方向は、直交方向でもあってもよいし、平行方向であってもよい。ヘッド２が複数ある場合には、１つのヘッド洗浄機構で順次洗浄してもよいし、複数のヘッド洗浄機構を備えてもよい。また、１つのヘッド洗浄機構で複数のヘッドを同時に洗浄できるように、複数の拭き取り部材を備えてもよいし、１つの拭き取り部材に複数の突起部を備える形状とし、それぞれの突起部で別のヘッドを洗浄するようにしてもよい。

ヘッド洗浄に先立ち、予め拭き取り部材に洗浄液を付着させてもよい。あるいは、拭き取り部材が接触する前の、ヘッドのノズル開口部とその近傍に対し、浸漬やスプレーなどの方法で、洗浄液を付着させてもよい。洗浄液には、たとえば、水、酸性あるいはアルカリ性の水溶液、アルコールなどの有機溶剤などを使用することができる。

拭き取り部材に代えて、吸引機構をヘッド２のノズル２ｂの開口部とその近傍に、接触あるいは離間配置させ、付着物を吸引して除去するようにしてもよい。また、拭き取り部材が網目状やスポンジ状の場合は、拭き取り部材越しに吸引機構を接触あるいは離間配置させて、付着物を吸引して拭き取り部材に乗り移らせ、除去するようにしてもよい。

一方、ヘッド内部洗浄タイプのヘッド洗浄機構は、印刷動作をしていない時に、ヘッド２の導入口２ａおよび排出口２ｃのうち少なくとも１つから、ヘッド２の内部に洗浄液を導入し、ノズル２ｂから排出することで、ヘッド２の内部の付着物を除去するものである。ヘッド２の内部の洗浄液をノズル２ｂから排出する手段は、インク吐出と同じ手段でもよいし、ポンプなどで洗浄液をヘッドに送り込み、加圧することで排出するのでもよい。洗浄液には、たとえば、水、酸性あるいはアルカリ性の水溶液、アルコールなどの有機溶剤などを使用することができる。

各実施形態のインクジェット印刷装置のヘッド２に、ノズル開口部拭き取りタイプのヘッド洗浄機構と、ヘッド内部洗浄タイプのヘッド洗浄機構との両方を付加してもよい。

また、各実施形態のインクジェット印刷装置のステージ７に、被印刷物６０を固定する固定機構を設けてもよい。固定の方法としては、たとえば、真空吸着、機械的な保持、静電吸着などを採用することができる。また、ステージ７に、被印刷物６０を加熱する加熱機構を設けてもよい。加熱温度としては、たとえば、１０℃～１００℃とすることができる。また、１台のインクジェット印刷装置に、複数のステージ７を設けてもよい。

また、各実施形態のインクジェット印刷装置に、ステージ７およびヘッド２の少なくとも一方を駆動させる、駆動機構を設けてもよい。駆動機構は、ヘッド２のノズル２ｂからのインクの吐出方向に対して略垂直な１つの方向に、ステージ７およびヘッド２の少なくとも一方を駆動させる。走査の際のヘッド２とステージ７との相対移動の速度は、たとえば、１ｍｍ／秒～２０００ｍｍ／秒程度とする。また、駆動機構によりヘッド２が駆動される場合には、タンク（メインタンク、サブタンク）、ポンプ、フィルタおよび配管のうち、少なくとも１つが、ヘッド２と一体に、駆動されるようにしてもよい。

また、各実施形態のインクジェット印刷装置に、ステージ７に被印刷物６０を供給する供給機構を設けてもよい。印刷をおこなう前の被印刷物６０は、カセット等の容器に貯留されているか、前の工程で所定の処理をおこなった後、搬送機構によって搬送されてくる。印刷をおこなう前のステージ７は、走査によって駆動する範囲のいずれか、あるいは、走査によって駆動する範囲とは別に設定された、供給位置まで移動して停止している。供給機構は、真空吸引保持機能や機械保持機能によって、被印刷物６０を保持し、被印刷物６０をステージ７まで搬送した後、保持を解除する。

また、各実施形態のインクジェット印刷装置に、ステージ７から被印刷物を排出する排出機構を設けてもよい。印刷をおこなった後の被印刷物６０は、カセット等の容器に収容するか、後の工程で所定の処理をおこなうため、搬送機構に受け渡す必要がある。印刷をおこなった後のステージ７は、走査によって駆動する範囲のいずれか、あるいは、走査によって駆動する範囲とは別に設定された、排出位置まで移動して停止している。排出機構は、真空吸引保持機能や機械保持機能によって被印刷物６０を保持し、被印刷物６０を容器または搬送機構まで搬送した後、保持を解除する。

また、各実施形態のインクジェット印刷装置に、位置合わせ機構を設けてもよい。位置合わせ機構は、たとえば、レンズとカメラと照明とを含む。レンズには、たとえば、０．５倍～１０倍の拡大率のものを使用することができる。カメラには、たとえば、１０万～１０００万画素の、ＣＣＤカメラや、ＣＭＯＳカメラなどを使用することができる。照明には、たとえば、ＬＥＤ照明を使用することができる。

位置合わせ機構は、たとえば、被印刷物６０に予め位置合わせマークを設けておき、位置合わせマークに照明を照射し、カメラで撮像することで、ワークの位置を認識する。被印刷物６０に対して複数回の印刷をおこなう場合や、予め別の工程で印刷をおこなった場合は、既に形成された印刷パターンの一部または全部を位置合わせマークに用いてもよい。位置合わせ機構は、認識した被印刷物６０の位置と、印刷予定位置を近付けるように、駆動機構を動作させる。

また、各実施形態のインクジェット印刷装置に、乾燥機構、脱脂機構、合成機構などを設けてもよい。乾燥機構は、被印刷物６０に付着、印刷されたインクを乾燥させる。脱脂機構は、被印刷物６０に付着、印刷されたインクが樹脂成分を含む場合に、加熱などによってその樹脂成分を削減あるいは除去する。合成機構は、被印刷物６０に付着、印刷されたインクが前駆体からなる粒子を含む場合に、加熱などによってその粒子から所望の材質を合成する。なお、乾燥機構、脱脂機構、合成機構のうちの２つ、または、３つを、１つの機構で兼用させてもよい。

乾燥、脱脂、合成の手法としては、たとえば、熱風、ワークの加熱、雰囲気の減圧、可視光、紫外線、赤外線またはレーザー光の照射のうち、１つまたは複数の手法を用いることができる。

乾燥機構、脱脂機構、合成機構は、たとえば、印刷をおこなったステージ７上で、印刷後のインクを乾燥、脱脂、合成させる。あるいは、別途設けた乾燥部等に被印刷物６０を移動させ、印刷後のインクを乾燥、脱脂、合成させる。乾燥を加熱によりおこなう場合は、たとえば、最高温度を、３０℃以上、１５０℃以下程度にする。脱脂を加熱によりおこなう場合は、たとえば、最高温度を、１５０℃以上、８００℃以下程度にする。合成を加熱によりおこなう場合は、たとえば、最高温度を、８００℃以上、１５００℃以下程度にする。

本発明の第１実施態様～第４実施態様にかかるインクジェット印刷装置は、「課題を解決するための手段」の欄に記載したとおりである。

これらのインクジェット印刷装置において、第２上流口と第２下流口とを有し、第２上流口から第２下流口へ通過するインクを濾過する、第１ヘッド循環用配管に配置された、第２フィルタを備えることも好ましい。この場合には、第２フィルタによって、ヘッド循環経路を循環するインクから粗大粒子を取り除くことができる。

また、これらのインクジェット印刷装置において、一端が第１ヘッド循環用配管に接続された、エア抜き流路を備えることも好ましい。この場合には、エア抜き流路によって、ヘッド循環経路を循環するインクに含まれる気泡を取り除くことができる。

また、これらのインクジェット印刷装置において、第２上流口と第２下流口とを有し、第２上流口から第２下流口へ通過するインクを濾過する、第１ヘッド循環用配管に配置された、第２フィルタと、一端が第１ヘッド循環用配管に接続された、第１ヘッド循環用配管を通過するインクに含まれる気泡を取り除く、エア抜き流路と、を備え、第１ヘッド循環用配管において、第１ポンプに近い位置に、エア抜き流路が接続され、ヘッドに近い位置に、第２フィルタがあることも好ましい。この場合には、第２フィルタを通過して圧力が低下する前に、第１ヘッド循環用配管を流れるインクから不要な気泡を取り除くため、気泡を取り除く効率が高くなる。

あるいは、これらのインクジェット印刷装置において、第２上流口と第２下流口とを有し、第２上流口から第２下流口へ通過するインクを濾過する、第１ヘッド循環用配管に配置された、第２フィルタと、一端が第１ヘッド循環用配管に接続された、第１ヘッド循環用配管を通過するインクに含まれる気泡を取り除く、エア抜き流路と、を備え、第１ヘッド循環用配管において、第１ポンプに近い位置に、第２フィルタがあり、ヘッドに近い位置に、エア抜き流路が接続されていることも好ましい。この場合には、第１ヘッド循環用配管のヘッドの直前で不要な気泡を取り除くため、ヘッドの導入口に導入されるインクから確実に気泡を取り除くことができる。

エア抜き流路の他端は、大気解放であってもよいし、あるいは、第１タンクに接続されてもよい。前者の場合は、構成が簡易になる。後者の場合は、エア抜き流路からインクが溢れ出しても、溢れたインクを第１タンク１の第１インク貯留部１ｄに戻すことができ、インクを無駄にしたり装置を汚したりすることがない。

１・・・第１タンク
１ａ・・・第１インク供給口
１ｂ・・・第２インク供給口
１ｃ・・・第３インク供給口
１ｅ・・・第１インク導出口
１ｆ・・・蓋
２・・・ヘッド
２ａ・・・導入口
２ｂ・・・ノズル
２ｃ・・・排出口
３・・・第１ポンプ
３ａ・・・第１吸引口
３ｂ・・・第１吐出口
４・・・第２ポンプ
４ａ・・・第２吸引口
４ｂ・・・第２吐出口
５・・・第１フィルタ
５ａ・・・第１上流口
５ｂ・・・第１下流口
６・・・第２フィルタ
６ａ・・・第２上流口
６ｂ・・・第２下流口
７・・・ステージ
８・・・第１ヘッド循環用配管
９・・・第２ヘッド循環用配管
１０・・・第１タンク循環用配管
１１・・・第２タンク循環用配管
１２・・・供給用配管
１３・・・エア抜き流路
１４・・・第３フィルタ
１４ａ・・・第３上流口
１４ｂ・・・第３下流口
１５・・・第４フィルタ
１５ａ・・・第４上流口
１５ｂ・・・第４下流口

Claims (10)

1. 第１インク貯留部と、第１インク導出口と、を有する第１タンクと、
   インクを導入する導入口と、インクを吐出するノズルと、前記ノズルから吐出されなかったインクを排出する排出口と、を有するヘッドと、
   インクを吸引する第１吸引口と、インクを吐出する第１吐出口と、を有する第１ポンプと、
   前記第１ポンプの前記第１吐出口と、前記ヘッドの前記導入口と、を接続する第１ヘッド循環用配管と、
   前記ヘッドの前記排出口と、前記第１ポンプの前記第１吸引口と、を接続する第２ヘッド循環用配管と、
   前記第１タンクの前記第１インク導出口と、前記第１ポンプの前記第１吸引口、および、前記第２ヘッド循環用配管の任意の位置、の少なくとも1つと、を接続する供給用配管と、
   第１上流口と第１下流口とを有し、前記第１上流口から前記第１下流口へ通過するインクを濾過する、前記供給用配管に配置された第１フィルタと、を備え、
   前記第２ヘッド循環用配管にフィルタが配置されていない、
   インクジェット印刷装置。
2. 第１インク貯留部と、第１インク導出口と、を有する第１タンクと、
   インクを導入する導入口と、インクを吐出するノズルと、前記ノズルから吐出されなかったインクを排出する排出口と、を有するヘッドと、
   インクを吸引する第１吸引口と、インクを吐出する第１吐出口と、を有する第１ポンプと、
   前記第１ポンプの前記第１吐出口と、前記ヘッドの前記導入口と、を接続する第１ヘッド循環用配管と、
   前記ヘッドの前記排出口と、前記第１ポンプの前記第１吸引口と、を接続する第２ヘッド循環用配管と、
   前記第１タンクの前記第１インク導出口と、前記第１ポンプの前記第１吸引口、および、前記第２ヘッド循環用配管の任意の位置、の少なくとも1つと、を接続する供給用配管と、
   第１上流口と第１下流口とを有し、前記第１上流口から前記第１下流口へ通過するインクを濾過する、前記供給用配管に配置された第１フィルタと、を備え、
   前記ヘッドの前記排出口から前記第１ポンプの前記第１吸引口までの流路抵抗を、第１流路抵抗とし、
   前記第１タンクの前記第１インク導出口から前記第１ポンプの前記第１吸引口までの流路抵抗を、第２流路抵抗としたとき、
   前記第２流路抵抗が前記第１流路抵抗の１０倍以上の値である、
   インクジェット印刷装置。
3. 第１インク供給口と、第１インク貯留部と、第１インク導出口と、を有する第１タンクと、
   インクを導入する導入口と、インクを吐出するノズルと、前記ノズルから吐出されなかったインクを排出する排出口と、を有するヘッドと、
   インクを吸引する第１吸引口と、インクを吐出する第１吐出口と、を有する第１ポンプと、
   前記第１ポンプの前記第１吐出口と、前記ヘッドの前記導入口と、を接続する第１ヘッド循環用配管と、
   前記ヘッドの前記排出口と、前記第１ポンプの前記第１吸引口と、を接続する第２ヘッド循環用配管と、
   インクを吸引する第２吸引口と、インクを吐出する第２吐出口と、を有する第２ポンプと、
   前記第１タンクの前記第１インク導出口と、前記第２ポンプの前記第２吸引口と、を接続する第１タンク循環用配管と、
   前記第２ポンプの前記第２吐出口と、前記第１タンクの前記第１インク供給口と、を接続する第２タンク循環用配管と、
   第１タンク循環用配管の任意の位置と、前記第１ポンプの前記第１吸引口、および、前記第２ヘッド循環用配管の任意の位置、の少なくとも1つと、を接続する供給用配管と、
   第１上流口と第１下流口とを有し、前記第１上流口から前記第１下流口へ通過するインクを濾過する、前記供給用配管に配置された第１フィルタと、を備え、
   前記第２ヘッド循環用配管に、フィルタが配置されておらず、
   前記第１タンク循環用配管のうち、第１タンクの前記第１インク導出口から、前記供給用配管が接続される部分まで、の位置に、フィルタが配置されていない、
   インクジェット印刷装置。
4. 第１インク供給口と、第１インク貯留部と、第１インク導出口と、を有する第１タンクと、
   インクを導入する導入口と、インクを吐出するノズルと、前記ノズルから吐出されなかったインクを排出する排出口と、を有するヘッドと、
   インクを吸引する第１吸引口と、インクを吐出する第１吐出口と、を有する第１ポンプと、
   前記第１ポンプの前記第１吐出口と、前記ヘッドの前記導入口と、を接続する第１ヘッド循環用配管と、
   前記ヘッドの前記排出口と、前記第１ポンプの前記第１吸引口と、を接続する第２ヘッド循環用配管と、
   インクを吸引する第２吸引口と、インクを吐出する第２吐出口と、を有する第２ポンプと、
   前記第１タンクの前記第１インク導出口と、前記第２ポンプの前記第２吸引口と、を接続する第１タンク循環用配管と、
   前記第２ポンプの前記第２吐出口と、前記第１タンクの前記第１インク供給口と、を接続する第２タンク循環用配管と、
   第１タンク循環用配管の任意の位置と、前記第１ポンプの前記第１吸引口、および、前記第２ヘッド循環用配管の任意の位置、の少なくとも1つと、を接続する供給用配管と、
   第１上流口と第１下流口とを有し、前記第１上流口から前記第１下流口へ通過するインクを濾過する、前記供給用配管に配置された第１フィルタと、を備え、
   前記ヘッドの前記排出口から前記第２ポンプの前記第２吸引口までの流路抵抗を、第３の流路抵抗とし、
   前記第1タンクの前記第1インク導出口から前記第２ポンプの前記第２吸引口までの流路抵抗を、第４流路抵抗としたときに、
   前記第３流路抵抗が前記第４流路抵抗の、１０倍以上の値である、
   インクジェット印刷装置。
5. 第２上流口と第２下流口とを有し、前記第２上流口から前記第２下流口へ通過するインクを濾過する、前記第１ヘッド循環用配管に配置された、第２フィルタを備えた、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載されたインクジェット印刷装置。
6. 一端が第１ヘッド循環用配管に接続された、第１ヘッド循環用配管を通過するインクに含まれる気泡を取り除く、エア抜き流路を備えた、
   請求項１ないし５のいずれか１項に記載されたインクジェット印刷装置。
7. 第２上流口と第２下流口とを有し、前記第２上流口から前記第２下流口へ通過するインクを濾過する、前記第１ヘッド循環用配管に配置された、第２フィルタと、
   一端が第１ヘッド循環用配管に接続された、第１ヘッド循環用配管を通過するインクに含まれる気泡を取り除く、エア抜き流路と、を備え、
   前記第１ヘッド循環用配管において、
   前記第１ポンプに近い位置に、前記エア抜き流路が接続され、
   前記ヘッドに近い位置に、前記第２フィルタがある、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載されたインクジェット印刷装置。
8. 第２上流口と第２下流口とを有し、前記第２上流口から前記第２下流口へ通過するインクを濾過する、前記第１ヘッド循環用配管に配置された、第２フィルタと、
   一端が第１ヘッド循環用配管に接続された、第１ヘッド循環用配管を通過するインクに含まれる気泡を取り除く、エア抜き流路と、を備え、
   前記第１ヘッド循環用配管において、
   前記第１ポンプに近い位置に、前記第２フィルタがあり、
   前記ヘッドに近い位置に、前記エア抜き流路が接続されている、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載されたインクジェット印刷装置。
9. 前記エア抜き流路の他端が、大気解放である、
   請求項６ないし８のいずれか１項に記載されたインクジェット印刷装置。
10. 前記エア抜き流路の他端が、前記第１タンクに接続された、
    請求項６ないし８のいずれか１項に記載されたインクジェット印刷装置。

Images