(57)【要約】【課題】タンク本体内の上部空間を機能液の飽和気体の雰囲気に保つことができるサブタンクユニットおよびこれを備えた液滴吐出装置を提供する。【解決手段】このサブタンクユニットは、メインタンク６１からの機能液補給を受けると共に、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドとの間の水頭値を所定の許容範囲に維持しつつ、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給するサブタンクユニットにおいて、機能液を貯留するタンク本体と、一端をタンク本体の上部空間に連通すると共に他端を大気開放した通気用チューブ７６と、を備え、通気用チューブ７６は、タンク本体の近傍において、上下方向に且つ複数回に亘ってループを描くように配管されていると共に、上部空間の容積と同等以上の容積を有している。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインタンクからの機能液補給を受けると共に、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドとの間の水頭値を所定の許容範囲に維持しつつ、前記機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給するサブタンクユニットにおいて、
機能液を貯留するタンク本体と、
一端を前記タンク本体の上部空間に連通すると共に他端を大気開放した通気用チューブと、を備え、
前記通気用チューブは、前記タンク本体の近傍において、上下方向に且つ複数回に亘ってループを描くように配管されていることを特徴とするサブタンクユニット。
【請求項２】
前記通気用チューブは、前記上部空間の容積と同等以上の容積を有していることを特徴とする請求項１に記載のサブタンクユニット。
【請求項３】
前記通気用チューブは、前記上部空間の容積の略２倍の容積を有していることを特徴とする請求項１に記載のサブタンクユニット。
【請求項４】
前記通気用チューブの大気開放端側に配設されたチューブ開閉弁と、
前記機能液補給時に前記チューブ開閉弁を開弁させる弁制御手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のサブタンクユニット。
【請求項５】
前記通気用チューブの大気開放端側に配設され、不活性ガスの圧縮ガス供給源に連なるガス圧導入弁と、
前記タンク本体の液位の上限を検出する上限検出手段と、を更に備え、
前記弁制御手段は、前記ガス圧導入弁を更に制御し、前記上限検出手段が液位の上限を検出した場合、前記チューブ開閉弁を閉弁させ、前記ガス圧導入弁を開弁して前記タンク本体の機能液を前記メインタンクに逆流させることを特徴とする請求項４に記載のサブタンクユニット。
【請求項６】
前記タンク本体と前記機能液滴吐出ヘッドとを接続するヘッド側流路と、
前記ヘッド側流路に介設され、大気圧基準で作動すると共に前記所定の許容範囲に維持する減圧弁と、を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のサブタンクユニット。
【請求項７】
ワークに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを移動させながら、前記機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行なう描画手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する請求項１ないし６のいずれかに記載のサブタンクユニットと、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メインタンクからの機能液補給を受けると共に、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給するサブタンクユニットおよびこれを備えた液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のサブタンクユニットとして、メインタンクから補給されたインク（機能液）を貯留するサブタンクと、サブタンクの機能液の液位を制御すると共に機能液を機能液滴吐出ヘッドに送液する送液制御手段と、サブタンクの上部に設けられた大気連通口を介して、一端を大気に開放した空気流通抵抗路と、を備えたものが知られている（特許文献１参照）。このサブタンクの空気流通抵抗路は、大気開放した際に、大気（エアー）が直接サブタンク内の上部空間に流入しないように、大気連通口よりも下側で大気に開放され、上方に向かって蛇行状に形成されている。
【特許文献１】特開２００１−１９９０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のサブタンクユニットでは、エアーよりも機能液の溶媒の飽和気体の比重が大きい場合、空気流通抵抗路内に流入したエアーは、時間の経過とともに拡散し、重力方向に上下２層に分離した状態で大気連通口にまで達して、サブタンク内の上部空間に流入する虞がある。このため、上部空間に流入したエアーが、機能液の液面に接触するため、機能液の変質や、液面において機能液が凝集する等の問題があった。
【０００４】
本発明は、タンク本体内の上部空間を機能液の飽和気体の雰囲気に保つことができるサブタンクユニットおよびこれを備えた液滴吐出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のサブタンクユニットは、メインタンクからの機能液補給を受けると共に、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドとの間の水頭値を所定の許容範囲に維持しつつ、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給するサブタンクユニットにおいて、機能液を貯留するタンク本体と、一端をタンク本体の上部空間に連通すると共に他端を大気開放した通気用チューブと、を備え、通気用チューブは、タンク本体の近傍において、上下方向に且つ複数回に亘ってループを描くように配管されていることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、通気用チューブは、上下方向（重力方向）に幾重にもループしているため、大気（エアー）に比べ、機能液（の溶媒）の飽和気体の比重が大きい場合、大気開放側から通気用チューブ内に流入したエアーは、時間の経過とともに拡散し、大気開放側の１つのループ内において、エアーと飽和気体とは上下２層に分離して各々滞留する。これにより、エアーの滞留したループに連なるタンク本体側のループにエアーが流入してくることがないため、タンク本体内の上部空間は、飽和気体の雰囲気で維持され、機能液の変質や液面における機能液の凝集等を防止することができる。
【０００７】
この場合、通気用チューブは、上部空間の容積と同等以上の容積を有していることが好ましい。
【０００８】
この構成によれば、機能液補給時（上部空間の容積減少）は、上部空間の飽和気体（雰囲気）が通気用チューブ内に移動するため、雰囲気（機能液）が外部に飛散することがなく、機能液滴吐出ヘッドへの機能液供給時（上部空間の容積増加）は、通気用チューブ内の雰囲気が上部空間に戻るため、エアーが直接流入してくることがない。これにより、機能液の脈動等を受けて飽和気体が急激に圧力変動を生じても、通気用チューブの圧力損失により、これを吸収することができる。
【０００９】
この場合、通気用チューブは、上部空間の容積の略２倍の容積を有していることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、通気用チューブの容積が、上部空間の略２倍であるため、タンク本体内の機能液の増減の差が大きくても、上部空間の雰囲気を飽和気体で保つことができ、機能液の変質を、より有効に防止することができる。
【００１１】
この場合、通気用チューブの大気開放端側に配設されたチューブ開閉弁と、機能液補給時にチューブ開閉弁を開弁させる弁制御手段と、を更に備えたことが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、弁制御手段が、機能液補給時にチューブ開閉弁を開弁（大気開放に相当）させるので、必要量の機能液を効率的に貯留することができる。また、機能液滴吐出ヘッドへの機能液供給を行なわない場合、チューブ開閉弁を閉弁させれば、機能液の飽和気体の通気用チューブからの飛散を防止することができる。
【００１３】
この場合、通気用チューブの大気開放端側に配設され、不活性ガスの圧縮ガス供給源に連なるガス圧導入弁と、タンク本体の液位の上限を検出する上限検出手段と、を更に備え、弁制御手段は、ガス圧導入弁を更に制御し、上限検出手段が液位の上限を検出した場合、チューブ開閉弁を閉弁させ、ガス圧導入弁を開弁してタンク本体の機能液をメインタンクに逆流させることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、弁制御手段により、タンク本体の液位が上限を検出した場合、タンク本体内の上限値を超えた機能液をメインタンクに戻すことができる。これにより、タンク本体内に過剰供給された機能液を廃棄することなく、機能液を有効利用することができる。なお、不活性ガスを用いることにより、タンク本体内の機能液の変質を防止することができる。
【００１５】
この場合、タンク本体と機能液滴吐出ヘッドとを接続するヘッド側流路と、ヘッド側流路に介設され、大気圧基準で作動すると共に所定の許容範囲に維持する減圧弁と、を更に備えたことが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、減圧弁を使用することにより、機能液滴吐出ヘッドのノズル面における水頭値を精度良く管理することができる。
【００１７】
本発明の液滴吐出装置は、ワークに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを移動させながら、機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行なう描画手段と、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する上記したサブタンクユニットと、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、機能液の品質を良好に保つことができるサブタンクユニットを使用することにより、機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を安定吐出させて描画処理を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して、本発明のサブタンクユニットを適用した液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、液晶表示装置のカラーフィルタや有機ＥＬ装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。
【００２０】
図１ないし図３に示すように、液滴吐出装置１は、石定盤に支持されたＸ軸支持ベース２１上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在してワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル２と、複数本の支柱１１を介してＸ軸テーブル２を跨ぐように架け渡された一対のＹ軸支持ベース３１上に配設され、副走査方向となるＹ軸方向に延在するＹ軸テーブル３と、Ｙ軸テーブル３に移動自在に吊設され、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド１３が搭載された１３個のキャリッジユニット４と、から構成されている。さらに、液滴吐出装置１は、これらの装置を、温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバ５と、チャンバ５を貫通して機能液滴吐出ヘッド１３に機能液を供給する機能液供給ユニット６と、装置全体を統括制御する制御装置（図示省略）と、を備えている。チャンバ５の側壁の一部には、機能液供給ユニット６の主体を為すメインタンク６１等を収納するためのタンクキャビネット１４が設けられている。液滴吐出装置１は、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド１３を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット６から供給された機能液を吐出させ、ワークＷに所定の描画パターンが描画される。
【００２１】
また、液滴吐出装置１は、フラッシングユニット１５、吸引ユニット１６、ワイピングユニット１７、吐出性能検査ユニット１８から成るメンテナンス装置７が設けられており、各ユニットを機能液滴吐出ヘッド１３の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド１３の機能維持・機能回復を図るようになっている。本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｘ軸テーブル２とＹ軸テーブル３とが交わる部分にキャリッジユニット４を臨ませてワークＷの描画を行い、Ｙ軸テーブル３とメンテナンス装置７（吸引ユニット１６、ワイピングユニット１７）が交わる部分にキャリッジユニット４を臨ませて、機能液滴吐出ヘッド１３の機能維持・機能回復を行う。
【００２２】
図２および図３に示すように、Ｘ軸テーブル２は、ワークＷを吸着セットすると共にθ軸方向に補正可能な機構を有するセットテーブル２２と、セットテーブル２２をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第１スライダ２３と、上記のフラッシングユニット１５および吐出性能検査ユニット１８をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第２スライダ２４と、Ｘ軸方向に延在し、Ｘ軸第１スライダ２３およびＸ軸第２スライダ２４をＸ軸方向に移動させる左右一対のＸ軸リニアモータ（図示省略）と、を備えている。
【００２３】
Ｙ軸テーブル３は、１３個のキャリッジユニット４をそれぞれ吊設した１３個のブリッジプレート３２と、１３個のブリッジプレート３２を両持ちで支持する１３組のＹ軸スライダ（図示省略）と、一対のＹ軸支持ベース３１上に設置され、ブリッジプレート３２をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸リニアモータ（図示省略）と、を備えている。また、Ｙ軸テーブル３は、各キャリッジユニット４を介して描画時に機能液滴吐出ヘッド１３を副走査するほか、機能液滴吐出ヘッド１３を吸引ユニット１６およびワイピングユニット１７に臨ませる。この場合、各キャリッジユニット４を独立させて個別に移動させることも可能であるし、１３個のキャリッジユニット４を一体として移動させることも可能である。なお、請求項に言う描画手段とは、Ｘ軸テーブル２、Ｙ軸テーブル３およびキャリッジユニット４（機能液滴吐出ヘッド１３およびヘッドユニット４２）から構成されている。
【００２４】
各キャリッジユニット４は、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｃ・Ｍ・Ｙの６色、各２個（計１２個）の機能液滴吐出ヘッド１３と、１２個の機能液滴吐出ヘッド１３を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート４１から成るヘッドユニット４２と、を備えている（図４参照）。また、各キャリッジユニット４は、ヘッドユニット４２をθ補正（θ回転）可能に支持するθ回転機構４３と、θ回転機構４３を介して、ヘッドユニット４２をブリッジプレート３２に支持させる吊設部材４４と、を備えている。加えて、各キャリッジユニット４は、その上部にサブタンク６２が配設されており（実際には、ブリッジプレート３２上に配設）、このサブタンク６２から自然水頭を利用し、かつ圧力調整弁８５を介して各機能液滴吐出ヘッド１３に機能液が供給されるようになっている。
【００２５】
図５に示すように、機能液滴吐出ヘッド１３は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針５４を有する機能液導入部５１と、２連のヘッド基板５２を介して機能液導入部５１の下方に連なり機能液滴を吐出するヘッド本体５３と、を備えている（図５（ａ）参照）。そして、ヘッド本体５３のノズルプレート５６には、多数の吐出ノズル５７が、相互に平行、且つ半ノズルピッチ位置ズレして列設されている（図５（ｂ）参照）。
【００２６】
次に、図１、図６および図７を参照して機能液供給ユニット６について説明する。機能液供給ユニット６は、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｃ・Ｍ・Ｙの６色に対応した６組の機能液供給装置６０と、メインタンク６１およびサブタンク６２等に制御用の圧縮窒素ガスを供給する窒素ガス供給設備６５と、各種開閉弁の制御用の圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給設備６６と、各部からガス排気を行うためのガス排気設備６７と、を備えている。６組の機能液供給装置６０は、それぞれＲ・Ｇ・Ｂ・Ｃ・Ｍ・Ｙの６色に対応した機能液滴吐出ヘッド１３に接続されており、これにより、各色の機能液滴吐出ヘッド１３には対応する色の機能液が供給される。
【００２７】
図６に示すように、各機能液供給装置６０は、機能液の供給源を構成する２つのメインタンク６１,６１と、各キャリッジユニット４に対応して設けた１３個のサブタンク６２と、メインタンク６１と１３個のサブタンク６２を接続する上流側機能液流路６３と、各サブタンク６２と各機能液滴吐出ヘッド１３とを接続する１３組の下流側機能液流路６４と、を備えている。
【００２８】
各メインタンク６１内の機能液は、これに接続して窒素ガス供給設備６５からの圧縮窒素ガスにより加圧され、上流側機能液流路６３を介して１３個のサブタンク６２に選択的に供給される。その際、圧縮エアー供給設備６６の圧縮エアーにより、各開閉弁が開閉制御される。同時に、各サブタンク６２は、ガス排気設備６７を介して大気開放され、必要量の機能液を受容する。各サブタンク６２の機能液は、これに連なる機能液滴吐出ヘッド１３の駆動により、所定の水頭圧を維持しながら、下流側機能液流路６４を介して機能液滴吐出ヘッド１３に供給される。詳細は後述するが、サブタンク６２からの機能液逆送時には、圧縮窒素ガスが各サブタンク６２に供給される一方、各メインタンク６１は、ガス排気設備６７を介して大気開放される。なお、２つのメインタンク６１,６１からの機能液の供給は、上流側機能液流路６３に介設された切替え機構６８により、相互に切替えられるようになっている。
【００２９】
各上流側機能液流路６３には、各流路の圧力損失が均等になるように形成された１３分岐流路８１が介設されており、その下流側は１３本に分流され、各サブタンク６２に接続されている。また、各上流側機能液流路６３には、機能液から気泡を透過除去する気泡除去ユニット８２が介設されている。
【００３０】
各下流側機能液流路６４には、２分岐流路８４が介設されており、その下流側は２本に分流され、機能液滴吐出ヘッド１３の２連の接続針５４に接続されている。また、２分岐流路８４の上流側近傍には、圧力調整弁８５が介設されている。
【００３１】
各サブタンク６２の上流側および下流側近傍の各機能液流路６３，６４には、流入開閉弁８３および流出開閉弁８６が介設されている。流入開閉弁８３および流出開閉弁８６は、容積変化なく開閉可能なエアーオペレートバルブで構成されており、開閉弁を開閉した際に発生する機能液の脈動を抑えることができる。そのため、機能液滴吐出ヘッド１３に脈動（水頭値変動）が伝わることを抑え、機能液滴吐出ヘッド１３による吐出不良を抑えることができる。なお、これらの開閉弁は、ダイヤフラム式のエアーオペレートバルブで構成することが好ましい。これにより、圧縮エアー供給設備６６からの圧縮エアーにより開閉が制御できると共に、開閉弁の開閉をゆっくり行うことができるため、容易に容積変化なく開閉することができ、開閉弁を通過する機能液の温度上昇を抑えることができる。
【００３２】
次に、図７を参照して、サブタンク６２およびサブタンク６２廻りの構造について説明する。サブタンク６２は、上部に気体空間（上部空間）を有すると共に機能液を貯留するサブタンク本体７１と、サブタンク本体７１に落し蓋様に浮かした蓋体フロート７２と、サブタンク本体７１の側方に配設された透明な液柱パイプ７３と、液柱パイプ７３に臨み、貯留された機能液の液位を検出する液位検出機構７４と、サブタンク本体７１の側方下部に配設された液圧センサ７５と、を備えている。
【００３３】
サブタンク本体７１は、ステンレス等の金属材料で、薄型直方体形状に形成されている。サブタンク本体７１の一方の側板の上部には、通気用チューブ７６が接続され、他方の側板の上部および下部には、液柱パイプ７３の上端および下端がそれぞれ接続されている。さらに、サブタンク本体７１の底板は、厚肉に形成され、機能液の流入経路７７および流出経路７８が「Ｌ」字状に屈曲形成されている。そして、流入経路７７には上流側機能液流路６３が、また、流出経路７８には下流側機能液流路６４が、それぞれ接続されている。
【００３４】
蓋体フロート７２は、耐薬品性のステンレス等の金属材料により、内部を中空とし、上面視、サブタンク本体７１の内面と略相似形の薄型直方体形状に形成されている。これにより、機能液の波立ちの発生する領域が極めて狭くなるため、液面揺れや波立ちを極力抑えられ、水頭値変動を防止することができる。また、サブタンク６２内の機能液面と上部空間の気体との接触面積を小さくすることができるため、サブタンク６２内の機能液の波立ちの発生および気泡が溶け込むのを抑えることができる。
【００３５】
液位検出機構７４は、透明な液柱パイプ７３に外側から臨んでおり、サブタンク６２のオーバーフローを防止すべく設けられたオーバーフローセンサ７４ａと、サブタンク６２が空になるのを防止すべく設けられた下限センサ７４ｂと、上限・下限の上下中間に位置し、補給時の機能液の液位を検出する液位センサ７４ｃと、を備えている。オーバーフローセンサ７４ａがオーバーフロー液位を検出した場合には、メインタンク６１からの送液を停止させ、一方、下限センサ７４ｂが下限液位を検出した場合には、現時点のワークＷの描画が終了したところで液滴吐出装置１を停止させる。
【００３６】
液位センサ７４ｃは、機能液滴吐出ヘッド１３の理想の水頭値を考慮した液位（基準液位）を検出するものである。液位センサ７４ｃより上に液位がある状態から、吐出動作により機能液が減り、液位センサ７４ｃにより基準液位が検出されると減液と判断される。一方、液位センサ７４ｃより下に液位がある状態から、補給動作により機能液が増え、液位センサ７４ｃにより基準液位が検出された後、一定時間経過すると満液と判断される。このように、減液状態の液位と満液状態の液位とは、液位センサ７４ｃにより液面制御される所定の液位範囲を構成している。この液位範囲を判断することにより、液位調整にかかる機能液の補給停止および補給開始の制御を、単一の液位センサ７４ｃによる基準液位の検出のみで行うことができる。これにより、本装置を簡単な構成にすることができる。
【００３７】
図７および図８に示すように、通気用チューブ７６は、長尺のチューブであり、一方の端部をサブタンク本体７１の上部に連通し、他方の端部（大気開放端側）を窒素ガス供給設備６５およびガス排気設備６７に接続している（図６参照）。通気用チューブ７６の大気開放端側には、２分岐継手８７を介してチューブ開閉弁８８およびガス圧導入弁８９が配設されており、チューブ開閉弁８８には、ガス排気設備６７が接続され、ガス圧導入弁８９には、窒素ガス供給設備６５が接続されている。すなわち、メインタンク６１からの送液の際には、チューブ開閉弁８８を開弁すると共にガス圧導入弁８９を閉弁して、ガス排気設備６７により大気開放し、一方、機能液滴吐出ヘッド１３への送液または後述するメインタンク６１への逆送の際には、ガス圧導入弁８９を開弁すると共に、チューブ開閉弁８８を閉弁して、窒素ガス供給設備６５により加圧制御する。このようにして、必要量の機能液を効率的にサブタンク６２内に貯留する。また、機能液滴吐出ヘッド１３への機能液供給を行なわない場合、チューブ開閉弁８８を閉弁させれば、機能液の飽和気体の通気用チューブ７６からの飛散を防止することができる。
【００３８】
また、通気用チューブ７６は、サブタンク本体７１内の上部空間の容積と同等以上の容積（具体的には、略２倍の容積）を有していると共に、上下方向（重力方向）に且つ複数回に亘ってループを描くように配管されている。なお、通気用チューブ７６をループさせる回数は、任意である。また、図７および図８では、下に向かってループさせているが、上に向けてループさせてもかまわない。
【００３９】
ここで、大気（エアー）に比べ、機能液（の溶媒）の飽和気体の比重が大きい場合、大気開放側から通気用チューブ７６内に流入したエアーは、時間の経過とともに拡散し、重力方向上側にエアーが、下側に飽和気体が、各々滞留し、上下２層に分離した状態となる（図８（ａ）参照）。
上記のように通気用チューブ７６は、重力方向に幾重にも円を描くようにループしており、ガス排気設備６７により大気開放した際に、流入したエアーは、大気開放側の１つのループに入り込んでくる（図８（ｂ）参照）。時間が経過するとともに、比重差により飽和気体が、大気開放側の１つのループの下側に溜まり始め、これに押し出されるようにして、流入したエアーの一部がループの上側に移動（拡散）して行く（図８（ｃ）参照）。そして、十分時間が経過すると、飽和気体は、大気開放側の１つのループを満たすように滞留し、一方、エアーは、このループに連なるサブタンク６２側のループとの間の上側に滞留する（図８（ｄ）参照）。このように、大気開放側の１つのループにおいて、エアーと飽和気体とは上下２層に分離して各々滞留する。これにより、エアーの滞留したループが連なるサブタンク６２側のループにはエアーが流入してくることがないため、サブタンク本体７１内の上部空間は、飽和気体の雰囲気で保たれ、機能液の変質や、液面における機能液の凝集等を防止することができる。
【００４０】
また、機能液補給時（上部空間の容積減少）は、上部空間の飽和気体（雰囲気）が通気用チューブ７６内に移動するため、雰囲気（機能液）が外部に飛散することがなく、機能液滴吐出ヘッド１３への機能液供給時（上部空間の容積増加）は、通気用チューブ７６内の雰囲気が上部空間に戻るため、エアーが直接流入してくることがない。これにより、機能液の脈動等を受けて飽和気体が急激に圧力変動を生じても、通気用チューブ７６の圧力損失により、これを吸収することができる。
さらに、通気用チューブ７６の容積が、上部空間の略２倍であるため、サブタンク本体７１内の機能液の増減の差が大きくても、上部空間の雰囲気を飽和気体で保つことができ、機能液の変質を、より有効に防止することができる。
【００４１】
ここで、サブタンク６２（サブタンク本体７１）に対する機能液の供給動作および排出動作について説明する。これらの動作は、各メインタンク６１および各サブタンク６２に機能液が貯液されていると共に、各流路に機能液が充液されている状態にて行われるものとする。加えて、窒素ガス供給設備６５により、上流側機能液流路６３に接続された一方のメインタンク６１が加圧されているものとする。
【００４２】
まず、機能液滴吐出ヘッド１３への機能液供給動作について説明する。サブタンク６２の上流側に介設された流入開閉弁８３を閉弁した状態で、機能液滴吐出ヘッド１３を駆動して機能液滴の吐出を行う。流入開閉弁８３が閉弁されているため、メインタンク６１からの圧力は縁切りされ、機能液滴吐出ヘッド１３のポンプ作用により、機能液が各サブタンク６２から各機能液滴吐出ヘッド１３に送液される。
【００４３】
次に、機能液滴吐出ヘッド１３の吐出動作時における、サブタンク６２への機能液の補給について説明する。機能液滴吐出ヘッド１３の吐出動作により、サブタンク６２内の機能液が一定量減ると、液位検出機構７４によって減液状態であると判断され、流入開閉弁８３を開弁してメインタンク６１からサブタンク６２に機能液を補給する。メインタンク６１は加圧されているため、流入開閉弁８３を開弁することでメインタンク６１の機能液が自動的にサブタンク６２に送液される。サブタンク６２内の機能液が一定量貯まると、液位検出機構７４によって、サブタンク６２内が満液状態であると判断される。満液状態と判断されると、流入開閉弁８３を閉弁して補給動作を終了する。このようにして、サブタンク６２内の機能液が所定の液位範囲に維持される。なお、この際、機能液滴吐出ヘッド１３の吐出動作は継続的に行われる。
【００４４】
続いて、オーバーフローセンサ７４ａがオーバーフロー液位を検出した場合には、その後、サブタンク６２に供給された機能液をメインタンク６１に戻す逆送動作が行われる。この逆送動作は、流出開閉弁８６を閉弁すると共に流入開閉弁８３を開弁し、且つメインタンク６１への加圧を解除（負圧制御）する。その後、チューブ開閉弁８８を閉弁すると共に、ガス圧導入弁８９を開弁し、窒素ガス供給設備６５によりサブタンク６２内を加圧（加圧制御）して機能液を逆流させる。そして、液位センサ７４ｃが基準液位を検出したところで、逆送動作を終了する。このように、サブタンク本体７１内の上限値を超えた機能液をメインタンク６１に戻すことにより、サブタンク６２内に過剰供給された機能液を廃棄することなく、機能液を有効利用することができる。
【００４５】
以上の構成によれば、通気用チューブ７６は、重力方向に幾重にもループしているため、大気開放側から通気用チューブ７６内に流入したエアーは、時間の経過とともに拡散し、大気開放側の１つのループにおいて、エアーと飽和気体とは上下２層に分離して各々滞留する。これにより、エアーの滞留したループに連なるサブタンク６２側のループにはエアーが流入してくることがないため、サブタンク本体７１内の上部空間は、飽和気体の雰囲気で保たれ、機能液の変質や、液面における機能液の凝集等を防止することができる。
また、機能液補給時（上部空間の容積減少）は、上部空間の飽和気体（雰囲気）が通気用チューブ７６内に移動するため、雰囲気（機能液）が外部に飛散することがなく、機能液滴吐出ヘッド１３への機能液供給時（上部空間の容積増加）は、通気用チューブ７６内の雰囲気が上部空間に戻るため、エアーが直接流入してくることがない。これにより、機能液の脈動等を受けて飽和気体が急激に圧力変動を生じても、通気用チューブ７６の圧力損失により、これを吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の側面図である。
【図４】機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットを模式的に表した平面図である。
【図５】機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。
【図６】機能液供給装置の配管系統図である。
【図７】サブタンク廻りを模式的に表した断面図である。
【図８】通気用チューブ内における、機能液の溶媒の飽和気体および流入した大気（エアー）の移動の様子を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：液滴吐出装置、６：機能液供給ユニット、１３：機能液滴吐出ヘッド、６１：メインタンク、６２：サブタンク、６３：上流側機能液流路、６４：下流側機能液流路、６５：窒素ガス供給設備、６６：圧縮エアー供給設備、６７：ガス排気設備、７１：サブタンク本体、７６：通気用チューブ、７４：液位検出機構、８３：流入開閉弁、８５：圧力調整弁、８６：流出開閉弁、８８：チューブ開閉弁、８９：ガス圧導入弁
【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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