(57)【要約】【課題】インクを無駄なく安定的に液滴吐出ヘッドに供給可能なインク供給機構及びインク供給方法、液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】インク供給機構８０は、インクが貯留されるインクタンク８１と、フィルター８２と、液滴吐出ヘッド５０に対するインクの水頭圧を制御可能な開放型の第１サブタンク８５と、フィルター８２と第１サブタンク８５との間に設けられた第２サブタンク８４と、フィルター８２と第１サブタンク８５との間において、フィルター８２側に設けられた第１の開閉バルブ９５と、第２サブタンク８４側に設けられた第２の開閉バルブ９７と、第１サブタンク８５側に設けられた第３の開閉バルブ９８と、インクタンク８１に接続された第１圧力調整機構９１と、第２サブタンク８４に接続された第２圧力調整機構９２と、を備え、第２サブタンク８４の容量は、フィルター８２の容量よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出ヘッドにインクを供給するためのインク供給機構であって、
インクが貯留されるインクタンクと、
前記インクタンクと前記液滴吐出ヘッドとの間に設けられたフィルターと、
前記フィルターと前記液滴吐出ヘッドとの間に設けられ、前記液滴吐出ヘッドに対するインクの水頭圧を制御可能な開放型の第１サブタンクと、
前記フィルターと前記第１サブタンクとの間に設けられた第２サブタンクと、
前記フィルターと前記第１サブタンクとの間において前記フィルター側に設けられた第１の開閉バルブと、
前記フィルターと前記第１サブタンクとの間において前記第２サブタンク側に設けられた第２の開閉バルブと、
前記フィルターと前記第１サブタンクとの間において前記第１サブタンク側に設けられた第３の開閉バルブと、
前記インクタンクに接続され、前記インクタンク内の圧力を制御可能な第１圧力調整機構と、
前記第２サブタンクに接続され、前記第２サブタンク内の圧力を制御可能な第２圧力調整機構と、を備え、
前記第２サブタンクの容量は、前記フィルターの容量よりも大きいことを特徴とするインク供給機構。
【請求項２】
前記第１サブタンクの容量は、前記インクタンクの容量よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のインク供給機構。
【請求項３】
前記第１サブタンクの容量は、前記インクタンクの容量よりも小さく、
前記第２サブタンクの容量は、前記フィルターの容量に前記第１サブタンクの容量を加えた値よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のインク供給機構。
【請求項４】
前記第２サブタンクの底面積は、前記第１サブタンクの底面積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインク供給機構。
【請求項５】
前記第１サブタンクには、前記第１サブタンク内のインクの液位を検出する圧力センサーが取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインク供給機構。
【請求項６】
前記第１サブタンクと前記液滴吐出ヘッドとの間に圧力調整弁を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインク供給機構。
【請求項７】
前記フィルターと前記第１サブタンクとを繋ぐ第１のインク供給経路は、前記第１サブタンクと前記第２サブタンクとを繋ぐ第２のインク供給経路の途中に着脱可能に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のインク供給機構。
【請求項８】
前記第１のインク供給経路の途中に気泡検出装置が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のインク供給機構。
【請求項９】
液滴吐出ヘッドにインクを供給するためのインク供給方法であって、
インクが貯留されるインクタンクと、
前記インクタンクと前記液滴吐出ヘッドとの間に設けられたフィルターと、
前記フィルターと前記液滴吐出ヘッドとの間に設けられ、前記液滴吐出ヘッドに対するインクの水頭圧を制御可能な開放型の第１サブタンクと、
前記第１サブタンクと前記フィルターとの間に設けられた第２サブタンクと、を備え、前記第２サブタンクの容量が前記フィルターの容量よりも大きいインク供給機構を用い、
前記インクタンクから前記第１サブタンクを経由して前記液滴吐出ヘッドにインクを供給し、
前記フィルターを交換するときは、前記フィルター内のインクを前記第２サブタンクに回収し、前記フィルターを交換している期間は、前記第２サブタンクに回収されたインクを前記第１サブタンクを経由して前記液滴吐出ヘッドに供給することを特徴とするインク供給方法。
【請求項１０】
前記インクタンクのインクを前記フィルターで濾過して前記第２サブタンクへ充填するステップを有し、
前記インクタンクを交換するときは、前記第２サブタンクへ充填されたインクを前記第１サブタンクを経由して前記液滴吐出ヘッドに供給することを特徴とする請求項９に記載のインク供給方法。
【請求項１１】
液滴吐出ヘッドと、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のインク供給機構と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１２】
複数の前記液滴吐出ヘッドが搭載されたキャリッジを有し、
前記キャリッジには、前記インク供給機構のうち前記第１サブタンクが配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドへインクを供給するインク供給機構及びインク供給方法、液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンターなどの液滴吐出装置は、インクをノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドにインクを供給するインク供給機構とを備えている。液滴吐出ヘッドのノズルからインクを安定的に吐出するために、インク中に含まれる異物や気泡などを除去するため例えばフィルターがインク供給機構に含まれている。フィルターは目詰まりの程度によって交換が必要となるが、フィルターの内部にはインクが含まれているので、フィルターの取り扱いが課題となることがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、インク保持容器と、インク保持容器中のインクをフィルターを介して記録ノズルに供給する供給手段とを備え、フィルターの１次側とインク保持容器の上部空気溜り部とを開閉手段を介して連通させ、フィルターの２次側と記録ノズルとの間のインク供給経路からインクを吸引して、インク保持容器に回収するインクジェット記録装置のインク循環ユニットが開示されている。
上記特許文献１のインク循環ユニットによれば、手や装置内部をインクで汚すことなく、フィルター内のインク廃棄、充填作業ができるので、保守性が向上するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２６１９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載のインクジェット記録装置を工業的な用途で用いる場合、インクに含まれる微小な異物をフィルターを用いて除去しようとすると、インク供給時のフィルターによる圧損がフィルターの孔径を小さくするほど大きくなり、記録ノズルへのインクの供給が不安定になるという課題がある。フィルターの圧損を減らすには、フィルターの容量を大きくする方法が考えられるが、フィルター交換時にフィルター内から排除するインクの量が増えてしまう。したがって、フィルター内から排除したインクを有効に再利用できるようにすることが求められる。
上記特許文献１のインク循環ユニットでは、フィルターの２次側と記録ノズルとの間のインク供給経路から吸引して回収したインクをインク保持容器に戻しているので、一旦フィルターで濾過されたインクに再び微小な異物が混ざってしまうという課題もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例に係るインク供給機構は、液滴吐出ヘッドにインクを供給するためのインク供給機構であって、インクが貯留されるインクタンクと、前記インクタンクと前記液滴吐出ヘッドとの間に設けられたフィルターと、前記フィルターと前記液滴吐出ヘッドとの間に設けられ、前記液滴吐出ヘッドに対するインクの水頭圧を制御可能な開放型の第１サブタンクと、前記フィルターと前記第１サブタンクとの間に設けられた第２サブタンクと、前記フィルターと前記第１サブタンクとの間において前記フィルター側に設けられた第１の開閉バルブと、前記フィルターと前記第１サブタンクとの間において前記第２サブタンク側に設けられた第２の開閉バルブと、前記フィルターと前記第１サブタンクとの間において前記第１サブタンク側に設けられた第３の開閉バルブと、前記インクタンクに接続され、前記インクタンク内の圧力を制御可能な第１圧力調整機構と、前記第２サブタンクに接続され、前記第２サブタンク内の圧力を制御可能な第２圧力調整機構と、を備え、前記第２サブタンクの容量は、前記フィルターの容量よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
本適用例によれば、第２の開閉バルブを閉じて、第１の開閉バルブ及び第３の開閉バルブを開き、第１圧力調整機構によってインクタンク内の圧力を上昇させれば、インクタンク内の貯留されたインクをフィルターで濾過した後に、水頭圧の調整が可能な第１サブタンクを経由して液滴吐出ヘッドに安定的に供給できる。
そして、フィルターの交換が必要なときには、第３の開閉バルブを閉じて、第１の開閉バルブ及び第２の開閉バルブを開き、第２圧力調整機構により第２サブタンク内の圧力を減圧すれば、フィルター内に充填されたインクをすべて第２サブタンクに回収することができる。さらに、フィルターを交換中に、第１の開閉バルブを閉じて、第２の開閉バルブ及び第３の開閉バルブを開いて、第２サブタンクに回収されたインクを第１サブタンクを経由して液滴吐出ヘッドに供給することができる。
すなわち、フィルターの交換時において、フィルターに充填されたインクを廃棄することなく利用可能であると共にインクの供給を停止する時間が削減され、液滴吐出ヘッドにインクを安定して供給可能なインク供給機構を提供できる。
【０００９】
上記適用例に記載のインク供給機構において、前記第１サブタンクの容量は、前記インクタンクの容量よりも小さいことが好ましい。
この構成によれば、第１サブタンクにおける水頭圧の管理の精度を向上させることができる。すなわち、水頭圧の変動によって液滴吐出ヘッドから吐出されるインクの吐出量が変動することを抑制できる。
【００１０】
上記適用例に記載のインク供給機構において、前記第１サブタンクの容量は、前記インクタンクの容量よりも小さく、前記第２サブタンクの容量は、前記フィルターの容量に前記第１サブタンクの容量を加えた値よりも大きいとしてもよい。
この構成によれば、インク供給機構全体のメンテナンスが必要な例えばインクの種類を変えるときなどに、フィルターに充填されたインクだけでなく、第１サブタンクに充填されたインクも第２サブタンクに回収して有効に利用することができる。
【００１１】
上記適用例に記載のインク供給機構において、前記第２サブタンクの底面積は、前記第１サブタンクの底面積よりも大きいことが好ましい。
この構成によれば、第１サブタンクと第２サブタンクとにおけるインクの液位が例えば同じであっても、第２サブタンクにおける水頭圧を第１サブタンクにおける水頭圧より小さくすることができる。つまり、液滴吐出ヘッドへのインク供給に対する第２サブタンクにおける水頭圧の影響を小さくすることができる。
【００１２】
上記適用例に記載のインク供給機構において、前記第１サブタンクには、前記第１サブタンク内のインクの液位を検出する圧力センサーが取り付けられていることが好ましい。
この構成によれば、インクの液位を圧力センサーで検出するので、光学式センサーで液位を検出する場合に比べて、インクが光の影響を受け難い。言い換えれば、外光などによって変質したり劣化したりするインクも水頭圧を管理して供給することができる。
【００１３】
上記適用例に記載のインク供給機構において、前記第１サブタンクと前記液滴吐出ヘッドとの間に圧力調整弁を備えることが好ましい。
この構成によれば、圧力調整弁によりインクの水頭圧の管理を精度よく行えるので、液滴吐出ヘッドに対してインクを過不足なく安定して供給することができる。
【００１４】
上記適用例に記載のインク供給機構において、前記フィルターと前記第１サブタンクとを繋ぐ第１のインク供給経路は、前記第１サブタンクと前記第２サブタンクとを繋ぐ第２のインク供給経路の途中に着脱可能に接続されていることが好ましい。
この構成によれば、第２のインク供給経路に対して第１のインク供給経路を切り離しても、第２サブタンクから第１サブタンクにインクを供給することができる。つまり、インクタンクとフィルターとを同時に交換するメンテナンスを液滴吐出ヘッドへのインクの供給を停止せずに実施することができる。
【００１５】
上記適用例に記載のインク供給機構において、前記第１のインク供給経路の途中に気泡検出装置が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、第１のインク供給経路から第１サブタンクを経由して液滴吐出ヘッドに送り込まれるインク中の気泡を監視することができる。気泡が所定の水準よりも多いときには、例えば第１圧力調整機構を用いてインクタンクを減圧したり、また第２圧力調整機構を用いて第２サブタンクを減圧することで、それぞれのタンクの中のインクに対して脱気処理を施すことができる。
【００１６】
［適用例］本適用例に係るインク供給方法は、液滴吐出ヘッドにインクを供給するためのインク供給方法であって、インクが貯留されるインクタンクと、前記インクタンクと前記液滴吐出ヘッドとの間に設けられたフィルターと、前記フィルターと前記液滴吐出ヘッドとの間に設けられ、前記液滴吐出ヘッドに対するインクの水頭圧を制御可能な開放型の第１サブタンクと、前記第１サブタンクと前記フィルターとの間に設けられた第２サブタンクと、を備え、前記第２サブタンクの容量が前記フィルターの容量よりも大きいインク供給機構を用い、前記インクタンクから前記第１サブタンクを経由して前記液滴吐出ヘッドにインクを供給し、前記フィルターを交換するときは、前記フィルター内のインクを前記第２サブタンクに回収し、前記フィルターを交換している期間は、前記第２サブタンクに回収されたインクを前記第１サブタンクを経由して前記液滴吐出ヘッドに供給することを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、フィルターの交換時において、フィルターに充填されたインクを廃棄することなく利用可能であると共にインクの供給を停止する時間が削減され、液滴吐出ヘッドにインクを安定且つ効率的に供給可能なインク供給方法を提供できる。
【００１８】
上記適用例に記載のインク供給方法において、前記インクタンクのインクを前記フィルターで濾過して前記第２サブタンクへ充填するステップを有し、前記インクタンクを交換するときは、前記第２サブタンクへ充填されたインクを前記第１サブタンクを経由して前記液滴吐出ヘッドに供給することが好ましい。
この方法によれば、インクタンクの交換時において、インクの供給を停止する時間が削減され、液滴吐出ヘッドにフィルターで濾過したインクを効率的に供給可能なインク供給方法を提供できる。
【００１９】
［適用例］本適用例に係る液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッドと、上記適用例に記載のインク供給機構と、を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、インクの無駄を省いて液滴吐出ヘッドに安定且つ効率的にインクが供給されるので、高い生産性を有する液滴吐出装置を実現できる。
【００２０】
上記適用例に記載の液滴吐出装置において、複数の前記液滴吐出ヘッドが搭載されたキャリッジを有し、前記キャリッジには、前記インク供給機構のうち前記第１サブタンクが配置されていることが好ましい。
この構成によれば、キャリッジを交換することで、液滴吐出ヘッドだけでなく第１サブタンクのメンテナンスをインクを無駄にすることなく同時に行うことができる液滴吐出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】（ａ）は液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は液滴吐出ヘッドにおける加圧部の構造を示す概略斜視図、（ｃ）は液滴吐出ヘッドのノズルを含む構造を示す概略断面図。
【図３】ヘッドユニットにおける液滴吐出ヘッドの配置を示す概略平面図。
【図４】液滴吐出装置における制御系を示すブロック図。
【図５】インク供給機構の構成を示す概略図。
【図６】キャリッジにおける第１サブタンクと圧力調整弁の配置を示す概略斜視図。
【図７】第１サブタンクの詳細を示す断面図。
【図８】通常時における液滴吐出ヘッドへのインク供給方法を説明する図。
【図９】第２サブタンクにインクを充填するステップを説明する図。
【図１０】インクタンクの交換時における液滴吐出ヘッドへのインク供給方法を説明する図。
【図１１】フィルター交換時における液滴吐出ヘッドへのインク供給方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２３】
＜液滴吐出装置＞
まず、本実施形態のインク供給機構を備えた液滴吐出装置について、図１〜図４を参照して説明する。図１は液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の液滴吐出装置１０は、複数のノズルを有する液滴吐出ヘッド５０（図２（ａ）参照）から機能性材料を含む液体（インク）を、被吐出物である例えば平板状のワークＷに吐出する装置である。液滴吐出装置１０は、ワークＷを主走査方向（Ｙ軸方向）に移動させるワーク移動機構２０と、キャリッジ８を主走査方向に直交する副走査方向（Ｘ軸方向）に移動させるキャリッジ移動機構３０とを備えている。液滴吐出ヘッド５０はキャリッジ８のヘッドユニット９に搭載されている。
【００２５】
ワーク移動機構２０は、一対のガイドレール２１と、一対のガイドレール２１に沿って移動する移動台２２と、移動台２２上に回転機構６を介して配設されたワークＷを載置するステージ５とを備えている。
【００２６】
移動台２２は、ガイドレール２１の内部に設けられたエアスライダーとリニアモーター（図示省略）により主走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。移動台２２には、タイミング信号生成部としてのエンコーダー１２（図４参照）が設けられている。
【００２７】
エンコーダー１２は、移動台２２の主走査方向（Ｙ軸方向）への相対移動に伴って、ガイドレール２１に並設されたリニアスケール（図示省略）の目盛を読み取って、タイミング信号としてのエンコーダーパルスを生成する。なお、エンコーダー１２の配設は、これに限らず、例えば、移動台２２を回転軸に沿って主走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するように構成し、回転軸を回転させる駆動部を設けた場合には、エンコーダー１２を駆動部に設けてもよい。駆動部としては、サーボモーターなどが挙げられる。
【００２８】
ステージ５はワークＷを吸着固定可能であると共に、回転機構６によってワークＷ内の基準軸を正確に主走査方向（Ｙ軸方向）、副走査方向（Ｘ軸方向）に合わせることが可能となっている。
また、ワークＷ上において液体（インク）が吐出される吐出領域（膜形成領域とも呼ぶ）の配置に応じて、ワークＷを例えば９０度旋回させることも可能である。
【００２９】
キャリッジ移動機構３０は、一対のガイドレール３１と、一対のガイドレール３１に沿って移動する移動台３２とを備えている。移動台３２には、回転機構７を介して吊設されたキャリッジ８が設けられている。
【００３０】
キャリッジ８には、複数の液滴吐出ヘッド５０（図２参照）がヘッドプレート９ａに搭載されたヘッドユニット９が取り付けられている。
また、キャリッジ８には、液滴吐出ヘッド５０に液体（インク）を供給するためのインク供給機構８０（図４参照）の一部と、複数の液滴吐出ヘッド５０の電気的な駆動制御を行うためのヘッドドライバー７２（図４参照）とが設けられている。
移動台３２がキャリッジ８を副走査方向（Ｘ軸方向）に移動させてヘッドユニット９をワークＷに対して対向配置する。
【００３１】
液滴吐出装置１０は、上記構成の他にも、ヘッドユニット９に搭載された複数の液滴吐出ヘッド５０のメンテナンスを行うメンテナンス機構を備えている。メンテナンス機構としては、ノズルの目詰まりを解消させる吸引装置１１０（図４参照）、ノズル面の異物や汚れの除去を行うワイピング装置（図示省略）が挙げられる。
また、液滴吐出装置１０は、メンテナンス機構として、液滴吐出ヘッド５０のノズルから吐出された液体（インク）を受けて、吐出された液体（インク）の重量を計測する重量測定装置（図示省略）や、吐出された液体（インク）の着弾状態を観察できる観察装置（図示省略）を備えていてもよい。そして、これらの構成を統括的に制御する制御部４０を備えている。なお、図１では、上記メンテナンス機構を図示していない。
【００３２】
図２（ａ）は液滴吐出ヘッドの構成を示す概略斜視図、図２（ｂ）は液滴吐出ヘッドにおける加圧部の構造を示す概略斜視図、図２（ｃ）は液滴吐出ヘッドのノズルを含む構造を示す概略断面図である。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド５０は、所謂２連のものであり、２連の接続針５２を有する液体（インク）の導入部５１と、導入部５１に積層されたヘッド基板５３と、ヘッド基板５３上に配置され内部に液体（インク）のヘッド内流路が形成されたヘッド本体５４とを備えている。接続針５２は、前述したインク供給機構８０に配管を経由して接続され、液体（インク）をヘッド内流路に供給する。ヘッド基板５３には、フレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介してヘッドドライバー７２（図４参照）に接続される２連のコネクター５７が設けられている。
【００３４】
ヘッド本体５４は、駆動手段（アクチュエーター）としての圧電素子で構成された加圧室を有する加圧部５５と、ノズル面５８ｐに２つのノズル列５８ａ，５８ｂが相互に平行に形成されたノズルプレート５６とを有している。
【００３５】
２つのノズル列５８ａ，５８ｂは、それぞれ複数（例えば１８０個）のノズル５８がピッチＰ１でほぼ等間隔に並べられており、互いにピッチＰ１の半分のピッチＰ２ずれた状態でノズル面５８ｐに配設されている。本実施形態において、ピッチＰ１は、例えばおよそ１４１μｍである。よって、２つのノズル列５８ａ，５８ｂにより構成されるノズル列５８ｃに直交する方向から見ると３６０個のノズル５８がおよそ７０．５μｍのノズルピッチで配列した状態となっている。また、ノズル５８の径は、およそ２７μｍである。
【００３６】
図２（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド５０は、複数のノズル５８が形成されたノズルプレート５６と、振動板６２と、ノズルプレート５６と振動板６２との間に挟まれたキャビティプレート６１とを有している。
加圧部５５を構成するキャビティプレート６１には、複数のノズル５８をそれぞれ仕切る隔壁部６７と、液体（インク）が貯留されるキャビティ６５とが形成されている。ノズルプレート５６と振動板６２との間で隔壁部６７によってノズル５８ごとに仕切られた空間が加圧室６８となる。各隔壁部６７には加圧室６８とキャビティ６５とを連通させるオリフィス（溝）６６が形成されている。振動板６２には、キャビティ６５に通ずる液体供給口６３が設けられている。液体供給口６３は図２（ａ）に示した接続針５２と繋がっており、液体（インク）をキャビティ６５と各加圧室６８とに充填することができる。また、振動板６２には、各加圧室６８に対応して圧電素子６９が設けられている。このようなキャビティプレート６１の構成は、２つのノズル列５８ａ，５８ｂのそれぞれに対応して形成されている。具体的には、２つのノズル列５８ａ，５８ｂに対応する各加圧室６８が、キャビティ６５を挟んで配列している。
【００３７】
図２（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド５０は、ヘッドドライバー７２から電気信号としての駆動信号が圧電素子６９に印加されると振動板６２が変形し、隔壁部６７で仕切られた加圧室６８の体積変動が起こる。加圧室６８の体積変動によるポンプ作用で加圧室６８に充填された液体（インク）が加圧され、ノズル５８から液体（インク）を液滴Ｄとして吐出することができる。ノズルプレート５６のノズル面５８ｐには、ノズル面５８ｐが傷つくことを保護すると共に液体（インク）がノズル面５８ｐに付着することを防ぐ撥液処理が施された保護層５６ａが形成されている。
【００３８】
液滴吐出ヘッド５０においてノズル５８ごとに設けられる駆動手段（アクチュエーター）は、圧電素子６９に限らない。アクチュエーターとしての振動板６２を静電吸着により変位させる電気機械変換素子や、液体（インク）を加熱してノズル５８から液滴Ｄとして吐出させる電気熱変換素子でもよい。
【００３９】
このような液滴吐出ヘッド５０を用いて、ノズル５８から液滴ＤをワークＷの膜形成領域に着弾させて固化し、膜形成領域に液体（インク）に含まれる機能性材料からなる薄膜を形成する方法は、液滴吐出法（インクジェット法）と呼ばれている。液滴吐出法では、膜形成領域に所定量の液体（インク）を液滴Ｄとして安定的に塗布する必要がある。すなわち、１滴の吐出量が常に安定した状態で液滴Ｄが吐出されることが求められる。液滴Ｄの吐出量を安定させる要因の１つとして、ノズル５８における液体（インク）のメニスカスの形成状態が安定していることが挙げられる。このメニスカスは、加圧室６８に充填された液体（インク）に加わる圧力（水頭圧）の影響を受ける。詳しくは後述するが、本実施形態におけるインク供給機構８０は、液滴吐出ヘッド５０に対して適正な水頭圧で液体（インク）を供給可能な構成となっている。また、インク供給機構８０は、液体（インク）が貯留されるインクタンク８１や液体（インク）中の異物を濾過するフィルター８２（図５参照）を備えており、インクタンク８１やフィルター８２の交換時にも液滴吐出ヘッド５０に液体（インク）を供給可能であると共に、液体（インク）が無駄に消費されることを低減できる構成となっている。
【００４０】
図３はヘッドユニットにおける液滴吐出ヘッドの配置を示す概略平面図である。詳しくは、ワークＷに対向する側から見た図である。
【００４１】
図３に示すように、ヘッドユニット９は、複数の液滴吐出ヘッド５０が配設されるヘッドプレート９ａを備えている。本実施形態では、ヘッドプレート９ａに１２個の液滴吐出ヘッド５０が搭載されている。各液滴吐出ヘッド５０は、ノズル列５８ｃが副走査方向（Ｘ方向）に沿うように配置されている。また、主走査方向に等間隔で配置された６個の液滴吐出ヘッド５０を１つのヘッド群として、２つのヘッド群が副走査方向（Ｘ方向）に並列して配置されている。各ヘッド群において、６個の液滴吐出ヘッド５０は、互いに副走査方向（Ｘ方向）にずれた状態で配置されている。具体的には、２つのヘッド群に分けて配置された１２個の液滴吐出ヘッド５０に対して、図３に示すように、符号Ｈ１〜符号Ｈ１２を与える。そうすると、主走査方向から見たときに、液滴吐出ヘッドＨ１のノズル列５８ｃ、液滴吐出ヘッドＨ７のノズル列５８ｃ、液滴吐出ヘッドＨ２のノズル列５８ｃ、液滴吐出ヘッドＨ８のノズル列５８ｃが所定のノズルピッチで連続するようにヘッドプレート９ａに配置されている。より具体的には、１つの液滴吐出ヘッド５０によって描画可能な描画幅をＬ０とし、これをノズル列５８ｃの有効長とすると、主走査方向（Ｙ方向）において隣り合う液滴吐出ヘッド５０は、該有効長の１／３の長さで副走査方向（Ｘ方向）にずれて配置されている。ノズル列５８ｃは、前述したように、それぞれに１８０個のノズル５８を有する２つのノズル列５８ａ，５８ｂからなる。したがって、有効長は３６０個のノズル５８によって描画可能な描画幅Ｌ０である。なお、有効長は、３６０個のノズル５８によるものに限定されず、ノズル列５８ｃの両端側に位置するいくつかのノズル５８を省いて描画可能な描画幅であるとしてもよい。他の４つの液滴吐出ヘッドＨ３，Ｈ４，Ｈ９，Ｈ１０及び４つの液滴吐出ヘッドＨ５，Ｈ６，Ｈ１１，Ｈ１２の配置についても、主走査方向から見たときに、ノズル列５８ｃのうち有効な部分が所定のノズルピッチで連続するようにヘッドプレート９ａに配置されている。
このようなヘッドプレート９ａにおける複数（１２個）の液滴吐出ヘッド５０の配置によれば、描画幅Ｌ０の４倍の長さの描画幅Ｌ１で、最大３種の異なる液体（インク）を吐出可能な構成となっている。
【００４２】
なお、液滴吐出ヘッド５０に設けられるノズル列５８ｃは、２連に限らず、１連でもよい。また、ヘッドユニット９における液滴吐出ヘッド５０の配置は、これに限定されるものではない。
【００４３】
次に液滴吐出装置１０の制御系について図４を参照して説明する。図４は液滴吐出装置における制御系を示すブロック図である。図４に示すように、液滴吐出装置１０の制御系は、ワーク移動機構２０、キャリッジ移動機構３０、液滴吐出ヘッド５０、インク供給機構８０、吸引装置１１０などのメンテナンス機構を駆動する各種ドライバーを有する駆動部７０と、駆動部７０を含め液滴吐出装置１０を統括的に制御する制御部４０とを備えている。
【００４４】
駆動部７０は、ワーク移動機構２０及びキャリッジ移動機構３０の各リニアモーターをそれぞれ駆動制御する移動用ドライバー７１と、液滴吐出ヘッド５０を駆動制御するヘッドドライバー７２と、インク供給機構８０を駆動制御するインク供給用ドライバー７３と、メンテナンス機構を駆動制御するメンテナンス用ドライバー７４とを備えている。
【００４５】
制御部４０は、ＣＰＵ４１と、ＲＯＭ４２と、ＲＡＭ４３と、Ｐ−ＣＯＮ４４とを備え、これらは互いにバス４５を介して接続されている。Ｐ−ＣＯＮ４４には、上位コンピューター１１が接続されている。ＲＯＭ４２は、ＣＰＵ４１で処理する制御プログラムなどを記憶する制御プログラム領域と、描画動作や液滴吐出ヘッド５０へのインク供給、液滴吐出ヘッド５０のメンテナンス処理などを行うための制御データなどを記憶する制御データ領域とを有している。
【００４６】
ＲＡＭ４３は、ワークＷに描画を行うための描画データを記憶する描画データ記憶部、ワークＷ及び液滴吐出ヘッド５０（実際には、ノズル列５８ｃ）の位置データを記憶する位置データ記憶部などの各種記憶部を有し、制御処理のための各種作業領域として使用される。Ｐ−ＣＯＮ４４には、駆動部７０の各種ドライバーなどが接続されており、ＣＰＵ４１の機能を補うと共に、周辺回路とのインタフェース信号を取り扱うための論理回路が構成されて組み込まれている。このため、Ｐ−ＣＯＮ４４は、上位コンピューター１１からの各種指令などをそのままあるいは加工してバス４５に取り込むと共に、ＣＰＵ４１と連動して、ＣＰＵ４１などからバス４５に出力されたデータや制御信号を、そのままあるいは加工して駆動部７０に出力する。
【００４７】
そして、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２内の制御プログラムに従って、Ｐ−ＣＯＮ４４を介して各種検出信号、各種指令、各種データなどを入力し、ＲＡＭ４３内の各種データなどを処理した後、Ｐ−ＣＯＮ４４を介して駆動部７０などに各種の制御信号を出力することにより、液滴吐出装置１０全体を制御している。例えば、ＣＰＵ４１は、液滴吐出ヘッド５０、ワーク移動機構２０及びキャリッジ移動機構３０を制御して、キャリッジ８（ヘッドユニット９）とワークＷとを対向配置させる。そして、キャリッジ８（ヘッドユニット９）とワークＷとの相対移動に同期して、ヘッドユニット９に搭載された各液滴吐出ヘッド５０の複数のノズル５８からワークＷに液体（インク）を液滴Ｄとして吐出するようにヘッドドライバー７２に制御信号を送出する。本実施形態では、Ｙ軸方向へのワークＷの移動に同期して液体（インク）を吐出することを主走査と呼び、主走査に対してＸ軸方向にキャリッジ８を移動させることを副走査と呼ぶ。本実施形態の液滴吐出装置１０は、主走査と副走査とを組み合わせて複数回繰り返すことにより液体（インク）をワークＷに吐出することができる。主走査は、液滴吐出ヘッド５０に対して一方向へのワークＷの移動に限らず、ワークＷを往復させて行うこともできる。
【００４８】
エンコーダー１２は、ヘッドドライバー７２に電気的に接続され、主走査に伴ってエンコーダーパルスを生成する。主走査では、所定の移動速度で移動台２２を移動させるので、エンコーダーパルスが周期的に発生する。
【００４９】
例えば、主走査における移動台２２の移動速度を２００ｍｍ／ｓｅｃ、液滴吐出ヘッド５０を駆動する駆動周波数（言い換えれば、連続して液滴Ｄを吐出する場合の吐出タイミング）を２０ｋＨｚとすると、主走査方向における液滴Ｄの吐出分解能は、移動速度を駆動周波数で除することにより得られるので、１０μｍとなる。すなわち、１０μｍのピッチで液滴ＤをワークＷ上に配置することが可能である。実際の液滴Ｄの吐出タイミングは、周期的に発生するエンコーダーパルスをカウントして生成されるラッチ信号に基づいている。
【００５０】
上位コンピューター１１は、制御プログラムや制御データなどの制御情報を液滴吐出装置１０に送出する。また、ワークＷ上の膜形成領域ごとに所定量の液体（インク）を液滴Ｄとして配置する吐出制御データとしての配置情報を生成する配置情報生成部の機能を有している。配置情報は、膜形成領域における液滴Ｄの吐出位置（言い換えれば、ワークＷとノズル５８との相対位置）、液滴Ｄの配置数（言い換えれば、ノズル５８ごとの吐出数）、主走査における複数のノズル５８のＯＮ／ＯＦＦすなわちノズル５８の選択／非選択、吐出タイミングなどの情報を、例えば、ビットマップとして表したものである。上位コンピューター１１は、上記配置情報を生成するだけでなく、ＲＡＭ４３に一旦格納された上記配置情報を修正することも可能である。
【００５１】
また、上位コンピューター１１は、ＲＯＭ４２に格納されたインク供給用プログラムに基づいて、インク供給機構８０から液滴吐出ヘッド５０に液体（インク）を供給する。詳しいインク供給方法については、後述する。
【００５２】
また、上位コンピューター１１は、ＲＯＭ４２に格納されたメンテナンス用プログラムに基づいて、液滴吐出ヘッド５０を吸引装置１１０に対向する位置に配置させ、吸引装置１１０を駆動して、液滴吐出ヘッド５０の複数のノズル５８から液滴吐出ヘッド５０に充填された液体（インク）を吸引させる。これにより、複数のノズル５８（ノズル列５８ｃ）の目詰まりを解消させることができる。以降、液滴吐出ヘッド５０に供給される機能性材料を含む液体をインクとして呼ぶこととする。
【００５３】
＜インク供給機構＞
次に、本実施形態のインク供給機構について、図５〜図７を参照して説明する。図５はインク供給機構の構成を示す概略図である。なお、図５には、便宜上、液滴吐出ヘッド５０と吸引装置１１０とを含めてインク供給機構８０を表している。
【００５４】
図５に示すように、本実施形態のインク供給機構８０は、インクが貯留されるインクタンク８１と、インクタンク８１と液滴吐出ヘッド５０との間に設けられたフィルター８２と、フィルター８２と液滴吐出ヘッド５０との間に設けられ、液滴吐出ヘッド５０に対するインクの水頭圧を制御可能な開放型の第１サブタンク８５と、フィルター８２と第１サブタンク８５との間に設けられた第２サブタンク８４と、を備えている。
インク供給機構８０を用いたインク供給方法の詳細については後述するが、基本的には、インクタンク８１に貯留されたインクをフィルター８２で濾過した後に、第１サブタンク８５を経由して液滴吐出ヘッド５０に供給するものである。
【００５５】
フィルター８２と第１サブタンク８５との間のインク供給経路８８ａには、フィルター８２側に設けられた第１の開閉バルブ９５と、気泡検出装置８３とが設けられている。第１サブタンク８５と第２サブタンク８４との間のインク供給経路８８ｂには、第２サブタンク８４側に第２の開閉バルブ９７と、第１サブタンク８５側に第３の開閉バルブ９８が設けられている。第１サブタンク８５と液滴吐出ヘッド５０との間のインク供給経路８８ｃには、第１サブタンク８５側に第４の開閉バルブ９９と、液滴吐出ヘッド５０側に圧力調整弁８７とが設けられている。これらのインク供給経路８８ａ，８８ｂ，８８ｃを総称して説明する場合は、インク供給経路８８とする。
なお、インク供給経路８８ａが本発明における第１のインク供給経路に相当し、インク供給経路８８ｂが本発明における第２のインク供給経路に相当するものである。
【００５６】
フィルター８２は、例えばメンブレン方式やカプセル方式のフィルターを採用することができ、インクタンク８１と第１の開閉バルブ９５との間で着脱可能となるように、接続部９３，９４を介して接続されている。また、フィルター８２に接続部９４を介して繋がれたインク供給経路８８ａは、インク供給経路８８ｂの第２の開閉バルブ９７と第３の開閉バルブ９８との間において着脱可能となるように、接続部９６を介して接続されている。これらの接続部９３，９４，９６は、着脱時に外気がそれぞれのインク供給経路８８ａ，８８ｂに侵入しないように、例えば両路開閉型のカプラが用いられている。両路開閉型のカプラは、接続時には両路が連通し、切り離すと両路がそれぞれ閉じられる構成となっている。また、インク供給経路８８ａに気泡検出装置８３を設けることにより、濾過後のインク中に気泡が含まれているか否かを検出したり、インク供給経路８８ａの着脱時に気泡が侵入したか否かも検出することができる。気泡検出装置８３の方式は特に限定されるものではないが、本実施形態では、光によるインクの変質や劣化を考慮して、光学式の気泡検出ではなく、マイクロ波による気泡検出が採用されている。具体的には、インク供給経路８８ａにマイクロ波を照射し、その反射波を検出することで、インクに気泡が含まれいる場合と含まれていない場合とを判別可能となっている。
【００５７】
インクタンク８１には、インクタンク８１内の圧力を制御可能な第１圧力調整機構９１が取り付けられている。第１圧力調整機構９１は、例えばインクタンク８１内に気体を送り込んで加圧するポンプである。インクタンク８１と第１サブタンク８５との間のインク供給経路８８ａにはフィルター８２が設けられているので、インクをフィルター８２で濾過するときの圧損を考慮してインクを供給できる第１圧力調整機構９１の能力が求められる。なお、インクタンク８１はステンレスなどのリジットな鋼材を用いて形成してもよいし、リジットなタンク内に可撓性のインクパックが収納されるカートリッジ形式としてもよい。
【００５８】
第２サブタンク８４には、第２サブタンク８４内の圧力を制御可能な第２圧力調整機構９２が取り付けられている。第２圧力調整機構９２は、例えば第２サブタンク８４内に気体を送り込んで加圧したり、第２サブタンク８４内の気体を吸引して減圧したりするポンプである。これにより、第２サブタンク８４内を加圧して第２サブタンク８４の中のインクをインク供給経路８８ｂに送り出すことや、第２サブタンク８４内を減圧してインク供給経路８８ｂからインクを第２サブタンク８４に充填することもできる構成となっている。
【００５９】
第２サブタンク８４はステンレスなどの鋼材を用いて形成され、第２サブタンク８４の容量は、少なくともフィルター８２の容量よりも大きい。本実施形態では、第２サブタンク８４の容量は、フィルター８２の容量に第１サブタンク８５の容量を加えた値よりも大きくなっている。
【００６０】
第１サブタンク８５は、大気に連通した開放型であり、インク供給経路８８ｂを経由して注入されたインクを一時的に貯留する。第１サブタンク８５には、圧力センサー８６が取り付けられており、第１サブタンク８５内のインクの液位を液圧として圧力センサー８６で検出することができる。第１サブタンク８５内のインクの液位を検出することで、第１サブタンク８５からインク供給経路８８ｃを経由して液滴吐出ヘッド５０に供給されるインクの水頭圧を制御することができる構成となっている。加えて、第１サブタンク８５と液滴吐出ヘッド５０との間に圧力調整弁８７が設けられている。圧力調整弁８７は、例えばダイヤフラム方式の自己封止バルブである。圧力調整弁８７を設けることで、上記インクの水頭圧と、液滴吐出ヘッド５０のキャビティ６５の負圧状態とに応じて、過不足なく液滴吐出ヘッド５０にインクを供給できる。第１サブタンク８５の詳しい構成については後述するが、第１サブタンク８５は長手方向が鉛直方向に沿うように配置される。また、第１サブタンク８５の底面積は第２サブタンク８４の底面積よりも小さい、言い換えれば、第２サブタンク８４の底面積は第１サブタンク８５の底面積よりも大きい。これにより、第１サブタンク８５は第２サブタンク８４におけるインクの水頭圧の影響を受け難くなっている。
【００６１】
ここで、図５を参照して、吸引装置１１０について説明する。
吸引装置１１０は、液滴吐出ヘッド５０のノズル面５８ｐを封止（キャッピング）して、ノズル５８から液滴吐出ヘッド５０内のインクや気泡を吸引することにより、ノズル５８の目詰まりなどを回復させる装置である。吸引装置１１０は、ノズル面５８ｐを封止するキャップ１１１と、吸引したインクを回収する回収タンク１１２と、回収タンク１１２内の圧力を負圧にすることができる負圧手段１１３とを備えている。負圧手段１１３は例えばロータリーポンプなどを採用することができる。キャップ１１１は、ゴムなどの弾性部材からなる当接部材がノズル面５８ｐにおける複数のノズル５８を周回するように配置された受け皿状になっている。キャップ１１１と回収タンク１１２との間に開閉バルブ１１４が設けられている。
このような吸引装置１１０は、ノズル面５８ｐを封止して吸引する動作だけでなく、ノズル面５８ｐを封止せずに液滴吐出ヘッド５０の複数のノズル５８から予備的に吐出されたインクを受ける動作も可能である。吸引装置１１０は、液滴吐出ヘッド５０ごとに設けられていてもよいし、キャリッジ８に搭載された複数の液滴吐出ヘッド５０に対応して設けられていてもよい。
【００６２】
次に、図６を参照してキャリッジ８とインク供給機構８０との関係について説明する。図６は、キャリッジにおける第１サブタンクと圧力調整弁の配置を示す概略斜視図である。
図６に示すように、第１サブタンク８５、圧力調整弁８７はキャリッジ８に取り付けられている。第１サブタンク８５に付随する圧力センサー８６や第４の開閉バルブ９９もまたキャリッジ８に取り付けられている。
【００６３】
第４の開閉バルブ９９を介して第１サブタンク８５と圧力調整弁８７とを繋ぐインク供給経路８８ｃ、圧力調整弁８７と液滴吐出ヘッド５０とを繋ぐインク供給経路８８ｄはいずれも可撓性の例えばポリエチレンテレフタレートなどのチューブが用いられている。また、本実施形態では、インクとして例えば有機エレクトロルミネッセンス材料を含むものや、紫外線硬化型のインクを用いた場合でも、インクが変質したり、劣化するなどの不具合が生じないように、遮光性を有するチューブが用いられている。
【００６４】
本実施形態では、１つの圧力調整弁８７に対して４つの液滴吐出ヘッド５０がインク供給経路８８ｄを介して繋がれている。これは、前述したように、ヘッドユニット９のヘッドプレート９ａには１２個の液滴吐出ヘッド５０が搭載されており、４つの液滴吐出ヘッド５０を１組として描画幅Ｌ１でインクを吐出可能な構成となっているからである（図３参照）。言い換えれば、図６は、キャリッジ８に搭載された複数の液滴吐出ヘッド５０に対してインクを種類ごとに供給できる構成を示している。したがって、図６には図示していないが、実際には、１２個の液滴吐出ヘッド５０に対してインクを供給するため、キャリッジ８には３つの第１サブタンク８５と、３つの圧力調整弁８７とが取り付けられている。
３つの第１サブタンク８５のそれぞれに異なる種類のインクが注入されていてもよいし、同じ種類のインクが注入されていてもよい。また、３つの第１サブタンク８５のうち１つの第１サブタンク８５に他と異なるインクを注入することもできる。
【００６５】
次に、図７を参照して、第１サブタンク８５の詳しい構成を説明する。図７は第１サブタンクの詳細を示す断面図である。
図７に示すように、第１サブタンク８５は、耐食性に優れ且つ遮光性を有する例えばステンレスなどからなる管状の容器である。第１サブタンク８５は、長手方向が鉛直方向に向くように、前述したキャリッジ８に取り付けられている。第１サブタンク８５の一方の端（図中の上方端）に気体流入口８５ｄが設けられ大気に開放されている。第１サブタンク８５の一方の端側の側面にインク流入口８５ａが設けられている。
【００６６】
第１サブタンク８５の他方の端（図中の下方端）には、インク排出口８５ｂを有する取付金具８５ｃが接続されている。取付金具８５ｃの側面に圧力センサー８６が取り付けられている。圧力センサー８６は、受圧面が第１サブタンク８５の長手方向に沿うように取付金具８５ｃに取り付けられている。インク排出口８５ｂにはインク供給経路８８ｃと第４の開閉バルブ９９とが接続されている。
【００６７】
圧力センサー８６は、第１サブタンク８５に注入されたインク１の液位に応じた液圧に対応する電気信号を出力する。とりわけ、ほぼ満杯に近い第１の液位ＬＬ１に対応する第１の信号と、第１の液位ＬＬ１よりも低い第２の液位ＬＬ２に対応する第２の信号とを制御部４０によって検知可能となっている。つまり、第１の液位ＬＬ１と第２の液位ＬＬ２との間で、第１サブタンク８５の液位すなわち水頭圧が管理される。
本実施形態では、第１サブタンク８５の内径は例えば１６ｍｍであり、第１サブタンク８５の長さは例えば２５０ｍｍである。ゆえに、第１サブタンク８５の容積は、およそ５０ｃｍ3である。したがって、第１サブタンク８５に例えば１ｃｍ3のインクが注入されると液位が５ｍｍ上昇することになる。本実施形態では、第１の液位ＬＬ１と第２の液位ＬＬ２との差ΔＬＬは、１０ｍｍである。つまり、２ｃｍ3に相当するインク量の範囲で水頭圧が管理されている。
【００６８】
本実施形態における第１サブタンク８５の内側の底面積は２ｃｍ2である。前述したように、第２サブタンク８４の容量は、フィルター８２の容量に第１サブタンク８５の容量（５０ｃｍ3）を加えた値よりも大きい。且つ、第２サブタンク８４の内側の底面積は、第１サブタンク８５の上記底面積（２ｃｍ2）よりも大きく設定されている。
【００６９】
第１サブタンク８５の容量は、１つの第１サブタンク８５に繋がる液滴吐出ヘッド５０の数と、主走査によって当該液滴吐出ヘッド５０から吐出されるインク量を考慮して決められている。本実施形態では、１つのワークＷに対して１種のインクを吐出する場合に４つの液滴吐出ヘッド５０から吐出されるインク量が、第１サブタンク８５の第１の液位ＬＬ１と第２の液位ＬＬ２との差ΔＬＬをわずかに上回るように設定されている。複数のワークＷに対して１種のインクを吐出する場合のインク量に対応するように、差ΔＬＬを設定することも可能ではあるが、そうするとインクの水頭圧の差が大きくなり、前述したようにノズル５８内のメニスカスの形状がばらついて、液滴Ｄにおける安定した吐出量を実現することが困難になるおそれがある。
【００７０】
第１サブタンク８５の容量は、上述したように５０ｃｍ3となっており、主走査時に液滴吐出ヘッド５０への供給が必要なインク量と、水頭圧の管理水準とを考慮して設定されており、インク１が貯留されるインクタンク８１の容量よりも相当に小さい。本実施形態におけるインクタンク８１の容量はおよそ７００ｃｍ3、第２サブタンク８４の容量はおよそ１０００ｃｍ3であり、フィルター８２の容量はおよそ１００ｃｍ3である。
【００７１】
可撓性のインク供給経路８８ｃに繋がれた第４の開閉バルブ９９は、鉛直方向において、第１サブタンク８５のインク流入口８５ａとインク排出口８５ｂとの間の高さで、第２の液位ＬＬ２よりも低い場所に位置するように、第１サブタンク８５に対して配置される。これにより、第４の開閉バルブ９９をインク排出口８５ｂよりも下方に配置する場合に比べて、インク１中に気泡が含まれていたとしても、気泡が第４の開閉バルブ９９を通過して液滴吐出ヘッド５０に送られ難くなる。
【００７２】
第１サブタンク８５に注入されたインク１の液位を正確に圧力センサー８６によって検出するには、インク供給機構８０を有する液滴吐出装置１０が設置された地球上の場所に応じて、圧力センサー８６のキャリブレーションが必要となる。液滴吐出装置１０の設置場所を移動させた場合には、その都度キャリブレーションが必要と考えられる。また、第１サブタンク８５に注入されるインク１の種類によってもキャリブレーションが必要と考えられる。
【００７３】
圧力センサー８６のキャリブレーションの方法としては、例えば、第４の開閉バルブ９９を閉じ、インク流入口８５ａから第１サブタンク８５にインク１を注入して、インク１が気体流入口８５ｄから溢れるまで満杯とする。このときの圧力センサー８６の受圧面の中心から気体流入口８５ｄまでの距離を実測し、そのときに圧力センサー８６が感知した液圧に相当する電気信号をキャリブレーション用の信号とする。このキャリブレーション用の信号レベルに基づいて、前述した第１の液位ＬＬ１に相当する第１の信号と第２の液位ＬＬ２に相当する第２の信号のそれぞれのレベルを設定する方法が挙げられる。
【００７４】
このようなインク供給機構８０は、前述したように、制御部４０とインク供給用ドライバー７３とにより電気的に制御されている。具体的には、インク供給機構８０の圧力センサー８６、第１圧力調整機構９１、第２圧力調整機構９２、各開閉バルブ９５，９７，９８，９９は電気的に制御部４０に接続されている。これにより、制御部４０は、インクタンク８１に貯留されたインク１を安定的に液滴吐出ヘッド５０に供給させると共に、インクタンク８１の交換時やフィルター８２の交換時に液滴吐出ヘッド５０へのインク１の供給を停止させることがないように制御できる。また、これらの交換時を含むメンテナンス時にインク１が無駄に消費されないように制御することができる。以降、詳しいインク供給方法について説明する。
【００７５】
＜インク供給方法＞
本実施形態のインク供給機構８０を用いたインク供給方法について、図８〜図１１を参照して説明する。図８は通常時における液滴吐出ヘッドへのインク供給方法を説明する図、図９は第２サブタンクにインクを充填するステップを説明する図、図１０はインクタンクの交換時における液滴吐出ヘッドへのインク供給方法を説明する図、図１１はフィルター交換時における液滴吐出ヘッドへのインク供給方法を説明する図である。
【００７６】
通常時（液滴吐出装置１０によりワークＷに対して液滴吐出ヘッド５０からインク１を吐出する主走査を行うとき）に制御部４０は、第２の開閉バルブ９７を閉じ、第１の開閉バルブ９５、第３の開閉バルブ９８、第４の開閉バルブ９９を開ける。そして、第１圧力調整機構９１によりインクタンク８１を加圧して、図８に示すように、インクタンク８１のインク１がフィルター８２で濾過され、インク供給経路８８ａ，８８ｂを経由して第１サブタンク８５に注入される。前述したように、第１サブタンク８５におけるインク１の液位は圧力センサー８６によって検出され、制御部４０が第１の液位ＬＬ１に相当する第１の信号を検知すると、第１サブタンク８５へのインク１の注入が停止される。また、制御部４０が第２の液位ＬＬ２に相当する第２の信号を検知すると、第１サブタンク８５へのインク１の注入が行われる。液滴吐出ヘッド５０には、第１サブタンク８５におけるインク１の液位（水頭圧）と、液滴吐出ヘッド５０のキャビティ６５の負圧状態とに応じて、圧力調整弁８７を介してインク１が供給される。
【００７７】
また、ワークＷに対してインク１を吐出する主走査が終了すると、制御部４０は第４の開閉バルブ９９を閉じ、圧力センサー８６からの出力に応じて、第１サブタンク８５における液位が第１の液位ＬＬ１となるようにインク１を補充する。
【００７８】
また、主走査が行われていないときに、制御部４０は、第３の開閉バルブ９８と第４の開閉バルブ９９とを閉じ、第１圧力調整機構９１によりインクタンク８１を加圧して、図９に示すように、フィルター８２で濾過したインク１を、インク供給経路８８ａ，８８ｂを経由して第２サブタンク８４に充填する。第２サブタンク８４へのインク１の充填量は、インクタンク８１に所定の圧力を与えてインク１をフィルター８２で濾過したときに、単位時間あたりに濾過されるインク１の量から、インクタンク８１の加圧時間を管理すれば求められる。
【００７９】
制御部４０は、圧力センサー８６の出力を検知することにより、第１サブタンク８５へのインク１の注入中に所定の時間が経過しても液位の変動が認められないと判定したときに、インクタンク８１がほぼ空であると判定する。
制御部４０は、インクタンク８１がほぼ空であると判定すると、第１の開閉バルブ９５を閉じ、第２の開閉バルブ９７及び第３の開閉バルブ９８を開ける。そして、図１０に示すように、第２圧力調整機構９２により第２サブタンク８４を加圧して、第２サブタンク８４に充填されたインク１をインク供給経路８８ｂを経由して第１サブタンク８５へ注入する。第１サブタンク８５の液位は圧力センサー８６で検出されているので、第２サブタンク８４から第１サブタンク８５へのインク１の注入・停止を制御部４０が制御できる。
【００８０】
第２サブタンク８４から第１サブタンク８５へインク１を供給可能な期間に、接続部９３を外せば、液滴吐出ヘッド５０へのインク１の供給を止めることなく、インクタンク８１を交換することができる。また、接続部９６を外せば、フィルター８２、気泡検出装置８３を含むインク供給経路８８ａのメンテナンスをインク１の供給を止めることなく行える。
【００８１】
加えて、インクタンク８１の交換後、インク供給経路８８ａを再びインク供給経路８８ｂに接続してインクタンク８１からインク１を供給したときに、もしもインク１中に気泡が含まれていると気泡検出装置８３が検出した場合には、制御部４０は、第３の開閉バルブ９８を閉じて第２の開閉バルブ９７を開け、気泡が含まれるインク１を第２サブタンク８４へ充填することができる。第２サブタンク８４には、前述したように第２圧力調整機構９２が設けられているので、第２の開閉バルブ９７を閉じて第２サブタンク８４を減圧すれば、第２サブタンク８４の中のインク１を脱気することも可能である。つまり、第２サブタンク８４と第２圧力調整機構９２とを含む構成が、インク１の脱気装置としても機能する。
【００８２】
また、制御部４０は、圧力センサー８６の出力を検知することにより、第１サブタンク８５へのインク１の注入中に所定の時間が経過しても液位の変動がわずかであるとき、つまりインク１の注入速度が所定の値に達しないときに、フィルター８２が目詰まりしてインク１の供給における圧損が増大したと判定する。そして、フィルター８２の交換が必要であることを知らせる。
制御部４０は、フィルター８２の交換が必要であると判定すると、第３の開閉バルブ９８を閉じ、第１の開閉バルブ９５を開ける。フィルター８２の上流側の接続部９３は外され、外気を導入可能な状態とする。そして、図１１に示すように、第２圧力調整機構９２により第２サブタンク８４を減圧し、フィルター８２内のインク１を吸引して第２サブタンク８４へ回収する。所定の時間の吸引を行ってフィルター８２内のインク１の回収が終了したら、制御部４０は、第１の開閉バルブ９５を閉じて、第２圧力調整機構９２により第２サブタンク８４を加圧して、第２サブタンク８４に回収されたインク１をインク供給経路８８ｂを経由して第１サブタンク８５へ注入する。第２サブタンク８４から第１サブタンク８５へインク１を供給可能な期間に、接続部９３，９４を外せば、液滴吐出ヘッド５０へのインク供給を止めずに、フィルター８２を交換することができる。
【００８３】
インク供給機構８０においてどのようなインク１を使用するかは設計事項ではあるが、例えば、有機エレクトロルミネッセンス材料を含むインク１は、高価であると共に紫外線などの光によって変質や劣化が起こり易い。また、このようなインク１を用いて液滴吐出法により発光層などを形成する場合、発光層に例えばサブミクロンの微小異物が存在してもその部分から発光が得られないダークスポットが発生するおそれがある。それゆえに、サブミクロンの孔径を有するフィルター８２が選定されるが、孔径が小さくなるほど、インク１の濾過時における圧損が大きくなる。濾過時の圧損を低減する方法としてフィルター８２の濾過面積つまり容量を大きくすることが考えられるが、フィルター８２の交換時に無駄にインク１を消費してしまう。また、孔径が小さいほどフィルター８２の濾過寿命が短くなるので、フィルター８２の交換頻度が上昇する。
本実施形態のインク供給機構８０を用いたインク供給方法によれば、フィルター８２の孔径をサブミクロンとしても、フィルター８２の交換におけるインク１の無駄な消費を低減可能である。
【００８４】
上記実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）インク供給機構８０及びこれを用いたインク供給方法によれば、水頭圧を制御可能な第１サブタンク８５と圧力調整弁８７とを介して液滴吐出ヘッド５０にインク１が供給されるので、液滴吐出ヘッド５０に過不足なくインク１を安定的に供給することができる。
（２）インクタンク８１の交換時、あるいはフィルター８２の交換時には、第２サブタンク８４に濾過して充填されたインク１を第１サブタンク８５に供給することができるので、液滴吐出ヘッド５０へのインク供給を止めることなく、インクタンク８１及び／またはフィルター８２を交換することができる。
（３）フィルター８２内のインク１を第２サブタンク８４に回収することができるので、フィルター８２の交換に伴って廃棄されるインク１を削減することができる。
（４）インク供給機構８０を備えた液滴吐出装置１０は、インクタンク８１の交換やフィルター８２の交換に伴って、装置の稼動を止める時間を短くできるので、高い生産性でワークＷにインク１を吐出することができる。
（５）インク供給機構８０のうち第１サブタンク８５、圧力調整弁８７、第４の開閉バルブ９９はキャリッジ８に取り付けられているので、液滴吐出ヘッド５０の交換と同時に、第１サブタンク８５、圧力調整弁８７、第４の開閉バルブ９９のメンテナンスあるいは交換を行うことができる。
【００８５】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うインク供給機構及びインク供給方法ならびに該インク供給機構を適用する液滴吐出装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００８６】
（変形例１）上記液滴吐出装置１０の構成は、これに限定されない。例えば、キャリッジ８は１つではなく、ワークＷの大きさに応じて複数備えていてもよい。また、キャリッジ８に搭載される液滴吐出ヘッド５０の数や配置についてもこれに限定されない。
【００８７】
（変形例２）上記インク供給機構８０の構成は、これに限定されない。例えば、インク供給経路８８ａに接続されるインクタンク８１は１つに限らず、複数配置されていてもよい。また、インク供給経路８８ａに接続されるフィルター８２も１つに限らず、例えば孔径が異なるフィルターが複数直列に配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
８…キャリッジ、１０…液滴吐出装置、４０…制御部、５０…液滴吐出ヘッド、８０…インク供給機構、８１…インクタンク、８４…第２サブタンク、８５…第１サブタンク、８５ａ…インク流入口、８５ｂ…インク排出口、８６…圧力センサー、８７…圧力調整弁、８８，８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄ…インク供給経路、９１…第１圧力調整機構、９２…第２圧力調整機構、９５…第１の開閉バルブ、９７…第２の開閉バルブ、９８…第３の開閉バルブ、９９…第４の開閉バルブ、１１０…吸引装置。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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