(57)【要約】  インクタンクの背圧を制御する。インクタンク１１は圧力制御装置１２に接続されている。圧力制御装置１２は第一、第二の逆止弁１３、１４を有しており、インクタンク１１の内部圧力が外部雰囲気よりも第一の所定圧力以上小さくなると、第一の逆止弁１３が開状態になって、外部雰囲気とインクタンク１１が接続される。逆に、インクタンク１１の内部圧力が外部雰囲気よりも第二の所定圧力以上高くなると、第二の逆止弁１４が開状態になり、インクタンク１１と外部雰囲気が接続される。従って、インクタンク１１の内部圧力は、メニスカスを安定させるのに十分な精度で制御される。
2010038696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物に吐出されるインクが配置されるインクタンクと、
前記インクタンクに接続された圧力制御装置とを有し、
前記圧力制御装置は、前記インクタンクと外部雰囲気との間に設けられた第一、第二の流路と、
前記第一の流路に設けられ、前記インクタンクの内部圧力が前記外部雰囲気の圧力よりも第一の所定圧力以上小さい時に開状態となり、前記インクタンクを前記外部雰囲気に接続し、開状態でないときには閉状態になり、前記インクタンクと前記外部雰囲気との間を遮断する負圧弁と、
前記第二の流路に設けられ、前記インクタンクの内部圧力が、前記外部雰囲気の圧力よりも第二の所定圧力以上大きい時に開状態となって、前記インクタンクを前記外部雰囲気に接続し、開状態にないときは閉状態になって、前記インクタンクと前記外部雰囲気との間を遮断する正圧弁とを有する吐出ユニット。
【請求項２】
前記外部雰囲気は大気雰囲気である請求項１記載の吐出ユニット。
【請求項３】
前記負圧弁は、弁座と、弁体とを有し、
前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、
前記弁体が前記開口上に配置されて、前記開口を密閉する閉状態となり、
前記弁体の重量は、前記開口の下方空間の圧力が、前記開口の上方空間の圧力よりも前記第一の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が浮かび上がって前記開状態になるよう設定された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ユニット。
【請求項４】
前記正圧弁は、弁座と、弁体とを有し、
前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、
前記弁体が前記開口上に配置されて、前記開口を密閉する閉状態となり、
前記弁体の重量は、前記開口の下方空間の圧力が、前記開口の上方空間の圧力よりも前記第二の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が浮かび上がって前記開状態になるよう設定された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ユニット。
【請求項５】
前記負圧弁は、弁座と、弁体と、弁バネとを有し、
前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、
前記弁体は、前記弁バネの復元力により、前記弁座の表面に押し付けられて前記開口を密閉する前記閉状態となり、
前記弁バネの復元力は、前記弁座の裏面側の空間の圧力が、前記弁座の表面側の空間の圧力よりも前記第一の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が前記弁体から離れて前記開状態になるよう設定された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ユニット。
【請求項６】
前記正圧弁は、弁座と、弁体と、弁バネとを有し、
前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、
前記弁体は、前記弁バネの復元力により、前記弁座の表面に押し付けられて前記開口を密閉する前記閉状態となり、
前記弁バネの復元力は、前記弁座の裏面側の空間の圧力が、前記弁座の表面側の空間の圧力よりも前記第二の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が前記弁体から離れて前記開状態になるよう設定された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ユニット。
【請求項７】
請求項１又は２のいずれか１項記載の吐出ユニットと、
前記吐出ユニットに接続された吐出ヘッドとを有し、
前記吐出ヘッドには前記外部雰囲気に露出する吐出口が設けられ、
前記インクタンクに収容された前記インクは前記吐出ヘッドに供給され、前記吐出口から前記処理対象物に吐出されるように構成された吐出装置。
【請求項８】
前記吐出口は前記インクタンクよりも下方に位置し、
前記圧力制御装置は、前記インクタンクの内部圧力を、前記外部雰囲気の圧力未満にする請求項７記載の吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は吐出液（インク）を吐出してプリントを行う液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルから液滴を吐出してプリントを行うインクジェット吐出装置においては、通常、プリントヘッドとインクタンクを専用流路によって連結し、この流路を介してインクタンク内に貯留されたインクがプリントヘッドに供給される。【０００３】
供給されたインクは、プリントヘッド内に設置された圧力発生装置が発生させた圧力波によってノズル孔からインク滴として押し出される。圧力発生装置は、例えばオンデマンド型のインクジェットヘッドにおいては、ヒーターあるいは圧電素子等のアクチュエーターである。【０００４】
この時、ノズル孔からインク滴が良好に吐出されるためには、プリントヘッドが作動していない時のノズル孔部分のインクメニスカスを含むインクの表面状態が安定して保持されている必要がある。メニスカスを維持するためには、インク滴が重力によって自然落下するときの力に対抗する力をインクに与えなければならない。【０００５】
しかし、上述したオンデマンド型プリントヘッドには、液滴を射出する機構は具備しているが、プリントヘッドが作動していないときにプリントヘッドを通ってインクが漏れないようにする機構は全く備えていない。したがって、インクが漏れないような圧力をかける方法が利用されている。その圧力をここでは「背圧」という。【０００６】
しかしながら、インクジェット吐出装置で必要とされる背圧の最小制御範囲は約１０ｍｍＨ2Ｏ以下程度とされており、且つ、外部雰囲気の圧力との差が極めて小さい。このため、従来の真空ポンプ等を用いたシステムではこの圧力領域を精度良く調節することは困難である。【０００７】
背圧を提供する従来技術の１つとして、インクタンク内に網目状の多孔質体が用いられている例が多数見られる（下記特許文献１〜３参照）。これは、インクが多孔質体に吸われた時に多孔質体の細孔によって発生した毛細管力を背圧としてインクの保持に利用するものであり、細孔寸法、材質、形状等によって毛細管力の制御が可能である。しかし、この方法では多孔質体にインク固形成分が吸着されてインク組成が変化したり、多孔質体の材質を選定する上でインク耐性の制約を受ける等の不都合が生じる懸念がある。【０００８】
背圧を提供する他の方法としては、上記のような多孔質体を用いない例もある（下記特許文献４を参照）。これは、実質的に密閉状態にあるインクタンク内部にインクタンクの内外を連通してＵ字状に曲がったトラップ管を設け、管内部の液体が流動することでインクタンク内外の差圧である背圧を調節するものである。この方法では、上述したような多孔質体に関係する不都合は生じないが、密閉状態に近い構造であるために、インクタンクに外部からインク供給を行う装置構造には適用出来ない。
【特許文献１】特許第２６８３１８７号公報
【特許文献２】特許第３５１３９７９号公報
【特許文献３】特開２００７−３２６３０３号公報
【特許文献４】特許第４０１１５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、多孔質体を用いずに、インクタンク内の背圧を調整し、かつ、外部からインクを補充可能な技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、処理対象物に吐出されるインクが配置されるインクタンクと、前記インクタンクに接続された圧力制御装置とを有し、前記圧力制御装置は、前記インクタンクと外部雰囲気との間に設けられた第一、第二の流路と、前記第一の流路に設けられ、前記インクタンクの内部圧力が前記外部雰囲気の圧力よりも第一の所定圧力以上小さい時に開状態となり、前記インクタンクを前記外部雰囲気に接続し、開状態でないときには閉状態になり、前記インクタンクと前記外部雰囲気との間を遮断する負圧弁と、前記第二の流路に設けられ、前記インクタンクの内部圧力が、前記外部雰囲気の圧力よりも第二の所定圧力以上大きい時に開状態となって、前記インクタンクを前記外部雰囲気に接続し、開状態にないときは閉状態になって、前記インクタンクと前記外部雰囲気との間を遮断する正圧弁とを有する吐出ユニットである。
また、本発明は、前記外部雰囲気は大気雰囲気である吐出ユニットである。
また、本発明は、前記負圧弁は、弁座と、弁体とを有し、前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、前記弁体が前記開口上に配置されて、前記開口を密閉する閉状態となり、前記弁体の重量は、前記開口の下方空間の圧力が、前記開口の上方空間の圧力よりも前記第一の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が浮かび上がって前記開状態になるよう設定された吐出ユニットである。
また、本発明は、前記正圧弁は、弁座と、弁体とを有し、前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、前記弁体が前記開口上に配置されて、前記開口を密閉する閉状態となり、前記弁体の重量は、前記開口の下方空間の圧力が、前記開口の上方空間の圧力よりも前記第二の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が浮かび上がって前記開状態になるよう設定された吐出ユニットである。
また、本発明は、前記負圧弁は、弁座と、弁体と、弁バネとを有し、前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、前記弁体は、前記弁バネの復元力により、前記弁座の表面に押し付けられて前記開口を密閉する前記閉状態となり、前記弁バネの復元力は、前記弁座の裏面側の空間の圧力が、前記弁座の表面側の空間の圧力よりも前記第一の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が前記弁体から離れて前記開状態になるよう設定された吐出ユニットである。
また、本発明は、前記正圧弁は、弁座と、弁体と、弁バネとを有し、前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、前記弁体は、前記弁バネの復元力により、前記弁座の表面に押し付けられて前記開口を密閉する前記閉状態となり、前記弁バネの復元力は、前記弁座の裏面側の空間の圧力が、前記弁座の表面側の空間の圧力よりも前記第二の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が前記弁体から離れて前記開状態になるよう設定された吐出ユニットである。
また、本発明は、上記いずれかの吐出ユニットと、前記吐出ユニットに接続された吐出ヘッドとを有し、前記吐出ヘッドには前記外部雰囲気に露出する吐出口が設けられ、前記インクタンクに収容された前記インクは前記吐出ヘッドに供給され、前記吐出口から前記処理対象物に吐出されるように構成された吐出装置である。
また、本発明は、前記吐出口は前記インクタンクよりも下方に位置し、前記圧力制御装置は、前記インクタンクの内部圧力を、前記外部雰囲気の圧力未満にする吐出装置である。
【発明の効果】
【００１１】
インクタンク内の背圧が精度良く制御されるから、吐出口からのインク漏れが防止され、メニスカスも安定する。メニスカスが安定するから、吐出口からの液滴吐出量や着弾位置精度等の液滴吐出状態も安定する。背圧制御に多孔質体を用いないからインク成分が変質しない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１（ａ）】印刷装置の側面図
【図１（ｂ）】印刷装置の平面図
【図２】本発明の吐出装置の一例を示す断面図
【図３】吐出ヘッドの一例を示す断面図
【図４】圧力制御装置の第一例を示す断面図
【図５（ａ）】圧力制御装置の第二例を示す断面図
【図５（ｂ）】圧力制御装置の第二例を示す断面図
【図６（ａ）】圧力制御装置の第三例を示す断面図
【図６（ｂ）】圧力制御装置の第三例を示す断面図
【符号の説明】
【００１３】
１……印刷装置    ２……吐出装置    ３……吐出ヘッド    １１……インクタンク    １２……圧力制御装置（弁装置）    １３、５３、６３……第一の逆止弁（負圧弁）    １４、５４、６４……第二の逆止弁（正圧弁）    ２０……吐出ユニット    ２１……インク    ３６……吐出口
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１（ａ）、（ｂ）は印刷装置の側面図と平面図である。印刷装置１は台７と、台７上に配置された可動腕８とを有している。図１（ａ）では可動腕８を省略している。
台７の側方にはレール３７が延設されており、可動腕８は不図示の移動手段によってレール３７の延設方向に沿って往復移動する。【００１５】
可動腕８には１又は複数の吐出装置２が設けられている。吐出装置２は吐出ヘッド３をそれぞれ有している。吐出ヘッド３には不図示の吐出口が設けられており、可動腕８の底面には各吐出ヘッド３の吐出口がそれぞれ露出している。【００１６】
台７表面から可動腕８底面までの高さは、処理対象物である基板６の厚さよりも大きくされており、吐出ヘッド３は台７上に配置された基板６と衝突することなく、可動腕８と一緒に台７上を移動する。
各吐出装置２は吐出ユニット２０を有しており、吐出ユニット２０は、配管等の流路９、１０を介してメインタンク４と排出タンク５にそれぞれ接続されている。【００１７】
吐出ヘッド３は吐出ユニット２０に接続されている。吐出ユニット２０に接続される吐出ヘッド３の数は１個でも複数でもよいが、ここでは２個の吐出ヘッド３が１個の吐出ユニット２０に接続されている。また、吐出ユニット２０の数は１個でも複数でもよい。【００１８】
図２は吐出ユニット２０を示す模式的な断面図である。吐出ユニット２０はインクタンク１１を有しており、メインタンク４を吐出ユニット２０に接続する流路９と排出タンク５を吐出ユニット２０に接続する流路１０は、それぞれインクタンク１１に接続されている。【００１９】
その二個の流路９、１０にはコック１６、１７がそれぞれ設けられており、メインタンク４とインクタンク１１との間の流路９のコック１６を開状態にすると、メインタンク４からインクタンク１１にインク２１が供給され、閉状態にするとインク２１の供給が停止する。このインク２１は吐出液とも呼ばれる。【００２０】
また、インクタンク１１と排出タンク５との間のコック１７を開状態にすると、インクタンク１１から排出タンク５にインク２１が排出され、閉状態にするとインク２１の排出が停止する。このように、コック１６、１７を切り替えることで、インクタンク１１にインク２１を蓄液、又は排出が可能である。【００２１】
図２はインクタンク１１にインク２１を蓄液した状態を示す。
吐出ヘッド３は流路１５を介してインクタンク１１に接続されており、その流路１５の途中にはコック１８が設けられている。【００２２】
インクタンク１１は吐出ヘッド３の上方に位置しており、インクタンク１１と吐出ヘッド３間のコック１８を開状態にすると、インクタンク１１のインク２１が吐出ヘッド３に供給される。【００２３】
図３は吐出ヘッド３の部分拡大断面図であり、吐出ヘッド３はインク室３１を有し、インクタンク１１から供給されたインク２１はインク室３１に収容される。
吐出口３６はインク室３１に接続されており、インク室３１内に収容されたインク２１は、吐出口３６内で吐出装置１の外部雰囲気に露出する。外部雰囲気は大気である。【００２４】
インク室３１にはヒーターや圧電素子等のアクチュエーター３５が設けられている。アクチュエーター３５に通電すると、アクチュエーター３５は昇温又は変形してインク２１に押圧力が加わり、インク２１が吐出口３６から吐出され、基板６に着弾する。【００２５】
インクタンク１１は吐出ヘッド３の上方に位置するため、吐出口３６内に露出するインク２１液面と、インクタンク１１内のインク２１液面の高さが異なり、水頭差が生じる。
インクタンク１１内のインク２１の液面の上方空間の圧力をインクタンク１１の内部圧力とすると、アクチュエーター３５から押圧力を加えない停止状態でも吐出口３６からインク２１が漏れ出さないようにするためには、内部圧力を、弁装置１２のような圧力制御装置によって制御する必要がある。【００２６】
図４は弁装置１２の一例を示す拡大断面図であり、弁装置１２はパイプ等の第一、第二の流路４１、４２と、第一、第二の流路４１、４２の途中に設けられた第一、第二の逆止弁１３、１４とを有している。【００２７】
第一、第二の流路４１、４２の一端はインクタンク１１に接続され、他端は吐出口３６と同じ外部雰囲気（ここでは大気）に露出している。ここでは、第一、第二の流路４１、４２は一端と他端を共有するが、第一、第二の流路４１、４２を分離させてもよい。【００２８】
第一、第二の逆止弁１３、１４は、弁座４５、４６と、弁体４７、４８とを有している。第一、第二の逆止弁１３、１４の弁座４５、４６は、貫通孔３３、３４がそれぞれ形成された板であって、側壁が第一、第二の流路４１、４２の内壁面と気密に密着して、第一、第二の流路４１、４２の途中の位置に固定されている。【００２９】
弁座４５、４６の貫通孔３３、３４は上方程広く下方程狭い漏斗形状である。弁体４７、４８は粒状であって、その直径は貫通孔３３、３４の下端開口よりは大きく、上端開口よりは小さくされている。
弁体４７、４８は貫通孔３３、３４に嵌合するよう弁座４５、４６上に配置されており、貫通孔３３、３４の内壁面が弁体４７、４８を取り囲む位置決め部材となって、弁体４７、４８が位置ずれせずに、貫通孔３３、３４の下端の開口である接続口４３、４４上に配置される。【００３０】
尚、位置決め部材は、弁体４７、４８を接続口４３、４４上に配置するものであれば特に限定されず、接続口４３、４４周囲に立設した２本以上の支持棒を位置決め部材としてもよいし、接続口４３、４４の真上に吊り下げた紐を位置決め部材とし、その紐に弁体４７、４８を取り付けても良い。【００３１】
弁体４７、４８は自重により弁座４５、４６の接続口４３、４４周囲に押し付けられ、接続口４３、４４が弁体４７、４８で密閉され、接続口４３、４４を挟んで上方の空間と下方の空間が分離され、閉状態となる。【００３２】
弁体４７、４８は接続口４３、４４を介して、接続口４３、４４の下方空間に露出しているから、接続口４３、４４の下方空間の圧力が、上方空間の圧力よりも大きくなり、その圧力差が所定圧力Ｐ1（Ｐ1＞弁体４７、４８の重量／接続口の４３、４４面積）以上になると、弁体４７、４８が浮かび上がって隙間が生じ、接続口４３、４４を挟んで上方空間と下方空間とが接続された開状態となる。【００３３】
第一、第二の流路４１、４２は途中で折れ曲がり、第一の逆止弁１３は第一の流路４１の下方に折れ曲がった部分に位置し、第二の逆止弁１４は第二の流路４２の上方に折れ曲がった部分に位置する。【００３４】
第一、第二の流路４１、４２の外部雰囲気に接続された端部は、インクタンク１１に接続された端部よりも上方にあり、従って、第一の逆止弁１３の接続口４３の上方空間はインクタンク１１に、下方空間は外部雰囲気に接続され、逆に、第二の逆止弁１４の接続口４４の上方空間は外部雰囲気に、下方空間はインクタンク１１に接続されている。【００３５】
インクタンク１１の内部圧力が、外部雰囲気の圧力と同じか、その圧力差が所定圧力Ｐ1未満であると、第一、第二の逆止弁１３、１４は閉状態になり、インクタンク１１が外部雰囲気から遮断される。【００３６】
インクタンク１１の内部圧力が外部雰囲気よりも低く、その圧力差が所定圧力Ｐ1以上であると、第二の逆止弁１４が閉状態、第一の逆止弁１３が開状態となり、インクタンク１１が外部雰囲気に接続される。【００３７】
また、インクタンク１１の内部圧力が外部雰囲気よりも高く、その圧力差が所定圧力Ｐ1以上であると、第一の逆止弁１３が閉状態、第二の逆止弁１４が開状態となり、インクタンク１１が外部雰囲気に接続される。【００３８】
このように、第一の逆止弁１３はインクタンク１１の負圧を調整する負圧弁、第二の逆止弁１４はインクタンク１１の正圧を調整する正圧弁として働き、インクタンク１１の内部圧力と外部雰囲気との圧力差が、所定範囲内に維持される。
負圧弁である第一の逆止弁１３を閉状態から開状態にする所定の圧力Ｐ1と正圧弁である第二の逆止弁１４を閉状態から開状態にする所定の圧力Ｐ1とは、上記実施例と以下の実施例において、同じ大きさであっても良いし、異なる大きさであっても良い。【００３９】
次に、本発明の吐出装置２の動作の一例について説明する。
メインタンク４からインクタンク１１へのインク供給は、メインタンク４とインクタンク１１との間のコック１６を開状態にし、他のコック１７、１８を閉状態にして行なう。この時のインクタンク１１の内部圧力が上昇するが、第二の逆止弁１４が開状態になることで、大気圧と同程度に補正される。所定量のインク２１がインクタンク１１に収容されたら、コック１６を閉じ、メインタンク４からのインク２１の供給を停止する。【００４０】
次に、排出タンク５とインクタンク１１との間の流路１０に設けられたコック１７を開状態にし、他のコック１６、１８を閉状態にし、インクタンク１１からインク２１を少量排出し、インクタンク１１内部に、インク漏れ防止のため、外部雰囲気に対して負圧である背圧を形成する。インクタンク１１の内部圧力が下がりすぎ、背圧が所定圧力Ｐ1以上になると場合は、第一の逆止弁１３が開状態になって、圧力が回復し、背圧が、所定圧力Ｐ1未満である必要値に補正される。【００４１】
必要値の背圧が形成されたら、コック１７を閉じてインク２１の排出を停止する。インクタンク１１と吐出ヘッド３との間のコック１８を開状態に、他のコック１６、１７を閉状態にすれば、インク２１がインクタンク１１から吐出ヘッド３に供給され、吐出ヘッド３からの吐出プロセスが可能になる。【００４２】
上述したように、インクタンク１１の内部には、インク漏れ防止のための背圧が形成されているから、アクチュエーター３５から押圧力が加わらない停止状態では、吐出口３６からインク２１が漏れ出さない。【００４３】
液滴吐出プロセスの実行に伴ってインクタンク１１のインク２１は減少する。インク２１の減少に伴い、インクタンク１１の内部圧力も減少するが、圧力の減少に応じて第一の逆止弁１３が開状態になることで、インクタンク１１の背圧が逐次補正される。【００４４】
インクタンク１１内のインク２１が所定量未満に減ったら、インクタンク１１とメインタンク４との間のコック１６を開状態、他のコック１７、１８を閉状態にして、インクを供給する。
インク供給後は、上述したように、背圧を形成した後、吐出プロセスを再開する。【００４５】
尚、この例及び以下の例では、外部雰囲気の圧力は大気圧であり、外部雰囲気の圧力は気象現象によって逐次変化しているが、その場合は外気圧とインクタンク１１内部の圧力の差圧が弁装置１２に対して常に作用するので、上記背圧調整の中に上記大気圧との差圧補正も含まれる。
以上は、インク２１をインクタンク１１から排出タンク５に排出することで負圧を形成したが、本発明はこれに限定されない。【００４６】
例えば、インクタンク１１に排気ポンプを接続する。インクタンク１１にメインタンク４からインク２１を供給し、インクタンク１１の内部圧力が上昇したら、インクタンク１１のインク２１液面よりも上方の空間を排気ポンプで排気して、インク２１漏れ防止のための背圧を形成する。【００４７】
弁体４７、４８は特に限定されないが、インクタンク１１背圧の最小制御圧力レンジは１ｍｍＨ2Ｏと小さいから、そのような小さい圧力差を制御するためには、金属粒子のような重い粒子ではなく、樹脂粒子、ゴム粒子、セラミック粒子のような軽い粒子を用いる。具体的にその重量は１０ｇ程度である。また、弁体４７、４８を軽量化するために、粒子内部を中空としてもよい。【００４８】
以上は、弁体４７、４８の重量によって第一、第二の逆止弁１３、１４の開弁圧を制御する場合について説明したが本発明はこれに限定されない。
図５（ａ）、（ｂ）の符号５３、５４と、図６（ａ）、（ｂ）の符号６３、６４は、本発明に用いる第一、第二の逆止弁の他の例を示す。【００４９】
支持部材５１、６１と弁座５５、６５とは、第一、第二の流路４１、４２内で対向し、離間して配置されており、支持部材５１、６１と弁座５５、６５の周囲は第一、第二の流路４１、４２の内周面に密着して気密に固定されている。
第一、第二の逆止弁５３、５４、６３、６４は、弁座５５、６５と、支持部材５１、６１と、弁体５７、６７と、弁バネ５２、６２とを有している。各弁座５５、６５には、弁体５７、６７よりも小さい貫通孔５６、６６がそれぞれ設けられている。符号５９、６９は貫通孔５６、６６の下端である接続口を示している。支持部材５１、６１にも、貫通孔５０、６０が設けられている。
従って、支持部材５１、６１と弁座５５、６５との間の空間は、その外部であって、第一、第二の流路４１、４２内の支持部材５１、６１側の空間と、弁座５５、６５側の空間とに、貫通孔５０、６０、５６、６６によってそれぞれ接続されている。【００５０】
弁バネ５２、６２は一端が支持部材５１、６１に固定されている。支持部材５１、６１の他端には、貫通孔５６よりも大きな弁体５７、６７が取り付けられている。
図５（ａ）では、弁座５５の支持部材５１側の面を表面とすると、弁バネ５２と弁体５７は、弁座５５の表面側であって、弁座５５と支持部材５１との間にあり、弁バネ５２は縮んで支持部材５１に取り付けられ、弁バネ５２の元に戻ろうとする復元力により、弁体５７が、弁座５５に押圧され、貫通孔５６を塞いでいる。【００５１】
図６（ａ）では、弁座６５の支持部材６１側の面とは反対側の面を表面とすると、弁体６７は、弁座６５の表面側に配置され、弁バネ６２は、弁座６５の貫通孔６６を通して延ばされて一端が支持部材６１に固定されており、延ばされた弁バネ６２の元に戻ろうとする復元力によって、弁体６７は弁座６５の表面に押し付けられている。【００５２】
図５（ａ）、図６（ａ）のいずれの場合も、弁体５７、６７が弁座５５、６５の表面に押し付けられることで、接続口５９、６９が弁体５７、６７で密閉され、弁座５５、６５の表面側の空間が、裏面側の空間から遮断された閉状態となる。【００５３】
弁体５７、６７は、接続口５９、６９を介して弁座５５、６５の裏面側の空間に露出しているから、弁座５５、６５の裏面側の空間の圧力が、表面側の空間の圧力よりも高くなり、その圧力差が所定圧力Ｐ2（Ｐ2＞弁バネ５２、６２の復元力／接続口５９、６９の面積）より大きくなると、弁バネ５２が更に縮むか（図５（ｂ））、弁バネ６２が更に伸びて（図６（ｂ））、弁体５７、６７が弁座５５、６５から離れ、弁座５５、６５の表面側の空間が、裏面側の空間に接続された開状態となる。【００５４】
第一の逆止弁５３、６３の弁座５５、６５の表面側の空間をインクタンク１１に、裏面側の空間を外部雰囲気に接続し、第二の逆止弁５４、６４の弁座５５、６５の表面側の空間を外部雰囲気に、裏面側の空間をインクタンク１１に接続されるように取付けると、図４の場合と同様に、第一の逆止弁５３、６３が負圧弁に、第二の逆止弁５４、６４が正圧弁として機能する。【００５５】
尚、第一、第二の逆止弁のうち、いずれか一方を図４の逆止弁１３、１４で構成し、他方を図５、６の逆止弁５３、５４、６３、６４で構成してもよい。
インクタンク１１の内部圧力は特に限定されないが、小さくなりすぎると、インク２１がインクタンク１１から吐出ヘッド３へ正常に供給されなくなるので、インク２１の供給が妨げられない値にする。【００５６】
具体的には、インクタンク１１の内部圧力から外部雰囲気の圧力を引いた値が−５ｍｍＨ2Ｏ〜−１００ｍｍＨ2Ｏの範囲内の設定値になった時に、第一の逆止弁１３、５３、６３が開状態になるよう設定する。また、第一の逆止弁１３、５３、６３の構造及び材質は、最小制御圧力範囲が１ｍｍＨ2Ｏになるようにする。
他方、第二の逆止弁１４、５４、６４は、インクタンク１１の内部圧力が外部雰囲気の圧力よりも大きくなった時に開状態になるよう設定する。
【図１（ａ）】
2010038696.tif 000003
【図１（ｂ）】
2010038696.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５（ａ）】
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【図５（ｂ）】
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【図６（ａ）】
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【図６（ｂ）】
2010038696.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月24日(2011.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、処理対象物に吐出されるインクが配置されるインクタンクと、前記インクタンクに接続された圧力制御装置とを有し、前記圧力制御装置は、前記インクタンクと外部雰囲気との間に設けられた第一、第二の流路と、前記第一の流路に設けられ、前記インクタンクの内部圧力が前記外部雰囲気の圧力よりも第一の所定圧力以上小さい時に開状態となり、前記インクタンクを前記外部雰囲気に接続し、開状態でないときには閉状態になり、前記インクタンクと前記外部雰囲気との間を遮断する負圧弁と、前記第二の流路に設けられ、前記インクタンクの内部圧力が、前記外部雰囲気の圧力よりも第二の所定圧力以上大きい時に開状態となって、前記インクタンクを前記外部雰囲気に接続し、開状態にないときは閉状態になって、前記インクタンクと前記外部雰囲気との間を遮断する正圧弁とを有する吐出ユニットである。
また、本発明は、前記外部雰囲気は大気雰囲気である吐出ユニットである。
また、本発明は、前記負圧弁は、弁座と、弁体とを有し、前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、前記弁体が前記開口上に配置されて、前記開口を密閉する閉状態となり、前記弁体の重量は、前記開口の下方空間の圧力が、前記開口の上方空間の圧力よりも前記第一の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が浮かび上がって開状態になるよう設定された吐出ユニットである。
また、本発明は、前記正圧弁は、弁座と、弁体とを有し、前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、前記弁体が前記開口上に配置されて、前記開口を密閉する閉状態となり、前記弁体の重量は、前記開口の下方空間の圧力が、前記開口の上方空間の圧力よりも前記第二の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が浮かび上がって開状態になるよう設定された吐出ユニットである。
また、本発明は、前記負圧弁は、弁座と、弁体と、弁バネとを有し、前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、前記弁体は、前記弁バネの復元力により、前記弁座の表面に押し付けられて前記開口を密閉する閉状態となり、前記弁バネの復元力は、前記弁座の裏面側の空間の圧力が、前記弁座の表面側の空間の圧力よりも前記第一の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が前記弁座から離れて開状態になるよう設定された吐出ユニットである。
また、本発明は、前記正圧弁は、弁座と、弁体と、弁バネとを有し、前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、前記弁体は、前記弁バネの復元力により、前記弁座の表面に押し付けられて前記開口を密閉する閉状態となり、前記弁バネの復元力は、前記弁座の裏面側の空間の圧力が、前記弁座の表面側の空間の圧力よりも前記第二の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が前記弁座から離れて開状態になるよう設定された吐出ユニットである。
また、本発明は、上記いずれかの吐出ユニットと、前記吐出ユニットに接続された吐出ヘッドとを有し、前記吐出ヘッドには前記外部雰囲気に露出する吐出口が設けられ、前記インクタンクに収容された前記インクは前記吐出ヘッドに供給され、前記吐出口から前記処理対象物に吐出されるように構成された吐出装置である。
また、本発明は、前記吐出口は前記インクタンクよりも下方に位置し、前記圧力制御装置は、前記インクタンクの内部圧力を、前記外部雰囲気の圧力未満にする吐出装置である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
次に、排出タンク５とインクタンク１１との間の流路１０に設けられたコック１７を開状態にし、他のコック１６、１８を閉状態にし、インクタンク１１からインク２１を少量排出し、インクタンク１１内部に、インク漏れ防止のため、外部雰囲気に対して負圧である背圧を形成する。インクタンク１１の内部圧力が下がりすぎ、背圧が所定圧力Ｐ1以上になる場合は、第一の逆止弁１３が開状態になって、圧力が回復し、背圧が、所定圧力Ｐ1未満である必要値に補正される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
弁バネ５２、６２は一端が支持部材５１、６１に固定されている。弁バネ５２、６２の他端には、貫通孔５６よりも大きな弁体５７、６７が取り付けられている。
図５（ａ）では、弁座５５の支持部材５１側の面を表面とすると、弁バネ５２と弁体５７は、弁座５５の表面側であって、弁座５５と支持部材５１との間にあり、弁バネ５２は縮んで支持部材５１に取り付けられ、弁バネ５２の元に戻ろうとする復元力により、弁体５７が、弁座５５に押圧され、貫通孔５６を塞いでいる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象物に吐出されるインクが配置されるインクタンクと、
前記インクタンクに接続された圧力制御装置とを有し、
前記圧力制御装置は、前記インクタンクと外部雰囲気との間に設けられた第一、第二の流路と、
前記第一の流路に設けられ、前記インクタンクの内部圧力が前記外部雰囲気の圧力よりも第一の所定圧力以上小さい時に開状態となり、前記インクタンクを前記外部雰囲気に接続し、開状態でないときには閉状態になり、前記インクタンクと前記外部雰囲気との間を遮断する負圧弁と、
前記第二の流路に設けられ、前記インクタンクの内部圧力が、前記外部雰囲気の圧力よりも第二の所定圧力以上大きい時に開状態となって、前記インクタンクを前記外部雰囲気に接続し、開状態にないときは閉状態になって、前記インクタンクと前記外部雰囲気との間を遮断する正圧弁とを有する吐出ユニット。
【請求項２】
前記外部雰囲気は大気雰囲気である請求項１記載の吐出ユニット。
【請求項３】
前記負圧弁は、弁座と、弁体とを有し、
前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、
前記弁体が前記開口上に配置されて、前記開口を密閉する閉状態となり、
前記弁体の重量は、前記開口の下方空間の圧力が、前記開口の上方空間の圧力よりも前記第一の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が浮かび上がって開状態になるよう設定された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ユニット。
【請求項４】
前記正圧弁は、弁座と、弁体とを有し、
前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、
前記弁体が前記開口上に配置されて、前記開口を密閉する閉状態となり、
前記弁体の重量は、前記開口の下方空間の圧力が、前記開口の上方空間の圧力よりも前記第二の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が浮かび上がって開状態になるよう設定された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ユニット。
【請求項５】
前記負圧弁は、弁座と、弁体と、弁バネとを有し、
前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、
前記弁体は、前記弁バネの復元力により、前記弁座の表面に押し付けられて前記開口を密閉する閉状態となり、
前記弁バネの復元力は、前記弁座の裏面側の空間の圧力が、前記弁座の表面側の空間の圧力よりも前記第一の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が前記弁座から離れて開状態になるよう設定された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ユニット。
【請求項６】
前記正圧弁は、弁座と、弁体と、弁バネとを有し、
前記弁座には前記弁体よりも小さい開口が設けられ、
前記弁体は、前記弁バネの復元力により、前記弁座の表面に押し付けられて前記開口を密閉する閉状態となり、
前記弁バネの復元力は、前記弁座の裏面側の空間の圧力が、前記弁座の表面側の空間の圧力よりも前記第二の所定圧力以上大きい時に、前記弁体が前記弁座から離れて開状態になるよう設定された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ユニット。
【請求項７】
請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の吐出ユニットと、
前記吐出ユニットに接続された吐出ヘッドとを有し、
前記吐出ヘッドには前記外部雰囲気に露出する吐出口が設けられ、
前記インクタンクに収容された前記インクは前記吐出ヘッドに供給され、前記吐出口から前記処理対象物に吐出されるように構成された吐出装置。
【請求項８】
前記吐出口は前記インクタンクよりも下方に位置し、
前記圧力制御装置は、前記インクタンクの内部圧力を、前記外部雰囲気の圧力未満にする請求項７記載の吐出装置。
【国際調査報告】
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