(57)【要約】【課題】本発明は、インクの吐出不良やインクの濃度変動等を防ぐことができ、インク吐出装置内でインクを循環させる時間を短縮することができるインク吐出方法、インク循環方法、及びインク吐出装置を提供する。【解決手段】インク吐出装置１は、インクヘッド２の一面に形成してある複数のノズル２１の開口部２２からインク２０を押出し、開口部２２をインク２０で覆う遮蔽部２３を形成し、インクヘッド２にインク２０を取入れ、インクヘッド２からインク２０を排出することでインクヘッド２の内部経路２ｃにインクを流動させて、内部経路２ｃでのインク２０の流動を停止した後、インクヘッド２の一面に形成された遮蔽部２３を拭き取り、インクヘッド２の複数のノズル２１からインク２０を吐出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有するインクヘッドからインクを吐出するインク吐出方法であって、
前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成する第１ステップと、
前記インクヘッドにインクを取入れ、前記インクヘッドからインクを排出することで前記インクヘッドの内部経路にインクを流動させる第２ステップと、
前記内部経路でのインクの流動を停止した後、前記インクヘッドの一面に形成された前記遮蔽部を拭き取る第３ステップと、
前記インクヘッドの複数の前記ノズルからインクを吐出する第４ステップと
を含むことを特徴とするインク吐出方法。
【請求項２】
インクを吐出する複数のノズルと、インクを取入れるインク取入口と、インクを排出するインク排出口と、複数の前記ノズル、前記インク取入口及び前記インク排出口を連通する内部経路とを有するインクヘッドと、前記インク取入口と、前記インク排出口とを配管で繋ぐインク循環経路と、該インク循環経路と接続され、前記インク循環経路内のインクを押圧することで、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成するインク押圧機構と、前記インク循環経路内に配置され、前記インクヘッドの前記内部経路及び前記インク循環経路にインクを循環させるポンプとを備えるインク吐出装置で用いるインク循環方法であって、
前記インク押圧機構が、前記インク循環経路内のインクを押圧することで、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記遮蔽部を形成した後、前記ポンプが、前記インクヘッドの前記内部経路及び前記インク循環経路にインクを循環させることを特徴とするインク循環方法。
【請求項３】
インクを吐出する複数のノズルと、インクを取入れるインク取入口と、インクを排出するインク排出口と、複数の前記ノズル、前記インク取入口及び前記インク排出口を連通する内部経路とを有するインクヘッドと、
前記インク取入口と、前記インク排出口とを配管で繋ぐインク循環経路と、
該インク循環経路と接続され、前記インク循環経路内のインクを押圧することで、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成するインク押圧機構と、
前記インク循環経路内に配置され、前記インクヘッドの前記内部経路及び前記インク循環経路にインクを循環させるポンプと、
前記インクヘッドの一面に形成された前記遮蔽部を拭き取る拭き取り手段と
を備えることを特徴とするインク吐出装置。
【請求項４】
前記インク押圧機構は、インクを貯留するインクタンクと、該インクタンクに圧縮ガスを供給するガス供給経路と、圧縮ガスの供給を制御する制御手段とを有し、
前記インクタンクに圧縮ガスを供給することで、前記インク循環経路内のインクを押圧し、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの前記開口部からインクを押出して前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成することを特徴とする請求項３に記載のインク吐出装置。
【請求項５】
インクを吐出する複数のノズルと、インクを取入れるインク取入口と、インクを排出するインク排出口と、複数の前記ノズル、前記インク取入口及び前記インク排出口を連通する内部経路とを有するインクヘッドと、
インクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクと前記インク取入口とを接続する第１配管と、前記インクタンクと前記インク排出口とを接続する第２配管とを有するインク循環経路と、
前記第１配管及び前記第２配管と接続され、前記インク循環経路内のインクを押圧することで、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成するインク押圧機構と、
前記第１配管又は前記第２配管内に配置され、前記インクタンク、前記インクヘッドの前記内部経路及び前記インク循環経路にインクを循環させるポンプと、
前記インクヘッドの一面に形成された前記遮蔽部を拭き取る拭き取り手段と
を備えることを特徴とするインク吐出装置。
【請求項６】
前記インク押圧機構は、前記インクタンクに圧縮ガスを供給するガス供給経路と、圧縮ガスの供給を制御する制御手段とを有し、
前記インクタンクに圧縮ガスを供給することで、前記インク循環経路内のインクを押圧し、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの前記開口部からインクを押出して前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成することを特徴とする請求項５に記載のインク吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクヘッドのノズルからインクを吐出して印刷するインク吐出装置で用いるインク吐出方法、インク循環方法、及びインク吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクヘッドのノズルからインクを吐出して印刷するインク吐出装置は、インクが液体成分に粒子成分（顔料、金属粒子等）を分散した構成である場合、インクヘッド内でインクの粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集することがあった。
【０００３】
特許文献１及び２に開示してあるインク吐出装置では、インクの液体成分に分散した粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集するのを防止し、インクヘッドのノズルからインクを吐出するときに、インクの吐出不良、インクの濃度変動等を防ぐためにインク吐出装置内でインクを循環させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０９７１５４号
【特許文献２】特開２００９−１９６２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２に開示してあるインク吐出装置では、インクヘッドとインクタンクとの間でインクを循環させているが、インクを循環させている間、印刷することができないので、インクを循環させる時間をできるだけ短縮することが望ましい。
【０００６】
インクを循環させる時間を短縮するためには、インクヘッドとインクタンクとの間で循環させているインクの流れを速くする必要がある。しかし、インク吐出装置は、インクの流れを速くした場合、ノズルのインク循環経路に近い側とノズルの開口部側とで圧力差が生じ、ノズルの開口部から空気を吸い込むため、インクヘッドのノズルからインクを吐出して印刷するときに、インクの吐出不良、インクの濃度変動等が生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、インクの吐出不良、インクの濃度変動等を防ぐことができ、インク吐出装置内でインクを循環させる時間を短縮することができるインク吐出方法、インク循環方法、及びインク吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために第１発明に係るインク吐出方法は、複数のノズルを有するインクヘッドからインクを吐出するインク吐出方法であって、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成する第１ステップと、前記インクヘッドにインクを取入れ、前記インクヘッドからインクを排出することで前記インクヘッドの内部経路にインクを流動させる第２ステップと、前記内部経路でのインクの流動を停止した後、前記インクヘッドの一面に形成された前記遮蔽部を拭き取る第３ステップと、前記インクヘッドの複数の前記ノズルからインクを吐出する第４ステップとを含む。
【０００９】
第１発明では、インクヘッドの一面に形成してある複数のノズルの開口部からインクを押出し、開口部をインクで覆う遮蔽部を形成した後、インクヘッドにインクを取入れ、インクヘッドからインクを排出することでインクヘッドの内部経路にインクを流動させるので、インク吐出装置内で循環させるインクの流れを速くしても、インクヘッドのノズルの開口部から空気を吸い込むことがなく、インクの吐出不良やインクの濃度変動等を防ぐことができ、インク吐出装置内でインクを循環させる時間を短縮することができる。また、内部経路でのインクの流動を停止した後、インクヘッドの一面に形成された遮蔽部を拭き取るので、ノズルからインクを吐出するインクヘッドの一面が清掃され、異物や乾燥したインク残留物等がインクヘッドの一面に付着することで生じるインクの吐出不良を防ぐことができる。
【００１０】
上記目的を達成するために第２発明に係るインク循環方法は、インクを吐出する複数のノズルと、インクを取入れるインク取入口と、インクを排出するインク排出口と、複数の前記ノズル、前記インク取入口及び前記インク排出口を連通する内部経路とを有するインクヘッドと、前記インク取入口と、前記インク排出口とを配管で繋ぐインク循環経路と、該インク循環経路と接続され、前記インク循環経路内のインクを押圧することで、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成するインク押圧機構と、前記インク循環経路内に配置され、前記インクヘッドの前記内部経路及び前記インク循環経路にインクを循環させるポンプとを備えるインク吐出装置で用いるインク循環方法であって、前記インク押圧機構が、前記インク循環経路内のインクを押圧することで、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記遮蔽部を形成した後、前記ポンプが、前記インクヘッドの前記内部経路及び前記インク循環経路にインクを循環させる。
【００１１】
第２発明では、インク押圧機構が、インク循環経路内のインクを押圧することで、インクヘッドの一面に形成してある複数のノズルの開口部からインクを押出し、遮蔽部を形成した後、ポンプが、インクヘッドの内部経路及びインク循環経路にインクを循環させるので、インク吐出装置内で循環させるインクの流れを速くしても、インクヘッドのノズルの開口部から空気を吸い込むことがなく、インクの吐出不良やインクの濃度変動等を防ぐことができ、インク吐出装置内でインクを循環させる時間を短縮することができる。
【００１２】
上記目的を達成するために第３発明に係るインク吐出装置は、インクを吐出する複数のノズルと、インクを取入れるインク取入口と、インクを排出するインク排出口と、複数の前記ノズル、前記インク取入口及び前記インク排出口を連通する内部経路とを有するインクヘッドと、前記インク取入口と、前記インク排出口とを配管で繋ぐインク循環経路と、該インク循環経路と接続され、前記インク循環経路内のインクを押圧することで、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成するインク押圧機構と、前記インク循環経路内に配置され、前記インクヘッドの前記内部経路及び前記インク循環経路にインクを循環させるポンプと、前記インクヘッドの一面に形成された前記遮蔽部を拭き取る拭き取り手段とを備える。
【００１３】
第３発明では、インク循環経路と接続されたインク押圧機構が、インク循環経路内のインクを押圧することで、インクヘッドの一面に形成してある複数のノズルの開口部からインクを押出し、開口部をインクで覆う遮蔽部を形成し、インク循環経路内に配置されたポンプが、インクヘッドの内部経路及びインク循環経路にインクを循環させるので、インク吐出装置内で循環させるインクの流れを速くしても、インクヘッドのノズルの開口部から空気を吸い込むことがなく、インクの吐出不良やインクの濃度変動等を防ぐことができ、インク吐出装置内でインクを循環させる時間を短縮することができる。また、拭き取り手段が、インクヘッドの一面に形成された遮蔽部を拭き取るので、ノズルからインクを吐出するインクヘッドの一面が清掃され、異物や乾燥したインク残留物等がインクヘッドの一面に付着することで生じるインクの吐出不良を防ぐことができる。
【００１４】
また、第４発明に係るインク吐出装置は、第３発明において、前記インク押圧機構は、インクを貯留するインクタンクと、該インクタンクに圧縮ガスを供給するガス供給経路と、圧縮ガスの供給を制御する制御手段とを有し、前記インクタンクに圧縮ガスを供給することで、前記インク循環経路内のインクを押圧し、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの前記開口部からインクを押出して前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成する。
【００１５】
第４発明では、インク押圧機構は、インクを貯留するインクタンクと、該インクタンクに圧縮ガスを供給するガス供給経路と、圧縮ガスの供給を制御する制御手段とを有し、インクタンクに圧縮ガスを供給することで、インク循環経路内のインクを押圧し、インクヘッドの一面に形成してある複数のノズルの開口部からインクを押出して開口部をインクで覆う遮蔽部を形成するので、開口部からインクを押出すために、別途ポンプ等の装置を設けることなく、インクタンクに圧縮ガスを供給する簡単な機構でインク循環経路内のインクを押圧することができる。
【００１６】
上記目的を達成するために第５発明に係るインク吐出装置は、インクを吐出する複数のノズルと、インクを取入れるインク取入口と、インクを排出するインク排出口と、複数の前記ノズル、前記インク取入口及び前記インク排出口を連通する内部経路とを有するインクヘッドと、インクを貯留するインクタンクと、前記インクタンクと前記インク取入口とを接続する第１配管と、前記インクタンクと前記インク排出口とを接続する第２配管とを有するインク循環経路と、前記第１配管及び前記第２配管と接続され、前記インク循環経路内のインクを押圧することで、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの開口部からインクを押出し、前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成するインク押圧機構と、前記第１配管又は前記第２配管内に配置され、前記インクタンク、前記インクヘッドの前記内部経路及び前記インク循環経路にインクを循環させるポンプと、前記インクヘッドの一面に形成された前記遮蔽部を拭き取る拭き取り手段とを備える。
【００１７】
第５発明では、インクタンクとインク取入口とを接続する第１配管と、インクタンクとインク排出口とを接続する第２配管とを有するインク循環経路を備え、第１配管及び第２配管と接続されたインク押圧機構が、インク循環経路内のインクを押圧することで、インクヘッドの一面に形成してある複数のノズルの開口部からインクを押出し、開口部をインクで覆う遮蔽部を形成し、第１配管又は第２配管内に配置されたポンプが、インクタンク、インクヘッドの内部経路及びインク循環経路にインクを循環させるので、インクタンクを含むインク吐出装置内で循環させるインクの流れを速くしても、インクヘッドのノズルの開口部から空気を吸い込むことがなく、インクの吐出不良やインクの濃度変動等を防ぐことができ、インクタンクを含むインク吐出装置内でインクを循環させる時間を短縮することができる。また、拭き取り手段が、インクヘッドの一面に形成された遮蔽部を拭き取るので、ノズルからインクを吐出するインクヘッドの一面が清掃され、異物や乾燥したインク残留物等がインクヘッドの一面に付着することで生じるインクの吐出不良を防ぐことができる。
【００１８】
また、第６発明に係るインク吐出装置は、第５発明において、前記インク押圧機構は、前記インクタンクに圧縮ガスを供給するガス供給経路と、圧縮ガスの供給を制御する制御手段とを有し、前記インクタンクに圧縮ガスを供給することで、前記インク循環経路内のインクを押圧し、前記インクヘッドの一面に形成してある複数の前記ノズルの前記開口部からインクを押出して前記開口部をインクで覆う遮蔽部を形成する。
【００１９】
第６発明では、インク押圧機構は、インクタンクに圧縮ガスを供給するガス供給経路と、圧縮ガスの供給を制御する制御手段とを有し、インクタンクに圧縮ガスを供給することで、インク循環経路内のインクを押圧し、インクヘッドの一面に形成してある複数のノズルの開口部からインクを押出して開口部をインクで覆う遮蔽部を形成するので、開口部からインクを押出すために、別途ポンプ等の装置を設けることなく、インクタンクに圧縮ガスを供給する簡単な機構でインク循環経路内のインクを押圧することができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記構成によれば、インクヘッドの一面に形成してある複数のノズルの開口部からインクを押出し、遮蔽部を形成した後、インクヘッドにインクを取入れ、インクヘッドからインクを排出することでインクヘッドの内部経路にインクを流動させるので、インク吐出装置内で循環させるインクの流れを速くしても、インクヘッドのノズルの開口部から空気を吸い込むことがなく、インクの吐出不良やインクの濃度変動等を防ぐことができ、インク吐出装置内でインクを循環させる時間を短縮することができる。また、内部経路でのインクの流動を停止した後、インクヘッドの一面に形成された遮蔽部を拭き取るので、ノズルからインクを吐出するインクヘッドの一面が清掃され、異物や乾燥したインク残留物等がインクヘッドの一面に付着することで生じるインクの吐出不良を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置のインク循環方法を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置において、インク膜を形成したインクヘッドを下方から見た概略図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置における、質量比と循環時間との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置の拭き取り手段の別の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置の拭き取り手段のさらに別の構成を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置の別の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るインク吐出装置の構成を示す概略図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るインク吐出装置の別の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置の構成を示す概略図である。図１に示すインク吐出装置１は、インクヘッド２、インクタンク３、インク循環経路４、ポンプ５、拭き取り手段６、インク補充経路７を備えている。インクヘッド２は、インク２０を吐出する複数のノズル２１の開口部２２を一面に形成してあり、圧電素子等によりノズル２１内のインク２０を押出すことで、ノズル２１の開口部２２からインク２０を吐出する。インクヘッド２のサイズは、例えば、長さが略１２０ｍｍ、幅が略１０ｍｍ、高さが略１００ｍｍである。ノズル２１の数は、インク２０を吐出して印刷する対象物により異なり数十本〜数百本程度であり、ノズル２１のピッチは広くて１ｍｍ程度である。なお、ノズル２１の開口部２２の配列は、一列であっても、複数列であっても良い。また、複数のノズル２１の開口部２２の全てが連続して配列されている必要はない。さらに、インクヘッド２は、インク循環経路４からインクを取入れるインク取入口２ａと、インクをインク循環経路４に排出するインク排出口２ｂと、複数のノズル２１、インク取入口２ａ及びインク排出口２ｂを連通する内部経路２ｃとを有している。
【００２４】
インク循環経路４は、インクヘッド２のインク取入口２ａとインク排出口２ｂとを配管で繋ぎ、インク２０を循環させる経路である。本発明の実施の形態１では、インク循環経路４及びインクヘッド２の内部経路２ｃで構成される環状経路にインク２０を循環させる。特に、金属粒子等の粒子成分を含むインク２０の場合、印刷を停止している間、インクヘッド２内でインク２０の粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集するのを防止する必要があるため、環状経路にインク２０を循環させている。インク循環経路４には、例えば、径が略２ｍｍ〜略３ｍｍ、長さが略８００ｍｍのシリコン系配管を用いている。
【００２５】
ポンプ５は、インク循環経路４内のインクヘッド２のインク取入口２ａ側に配置され、インクヘッド２及びインク循環経路４にインク２０を供給する。インクヘッド２及びインク循環経路４にインク２０を供給して、環状経路にインク２０を循環させることで、インクヘッド２の内部経路２ｃのインク２０が流動し、インクヘッド２内でインク２０の粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集するのを防止することができる。ポンプ５は、例えばペリスタルティックポンプであり、ポンプ流量は略７００ｍＬ／ｈ以下であり、特に、ポンプ流量が略１００ｍＬ／ｈ以下のポンプを使用することが好ましい。なお、ポンプ５の動作は、制御装置３７で制御している。
【００２６】
インクタンク３は、インク２０を貯留する。インク吐出装置１で使用するインク２０は、例えば、顔料系インク、金属粒子（電極材料であるＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ）、又は導電性粒子を含むインクであり、液体成分に粒子成分（顔料、金属粒子等）を分散した構成である。なお、インク２０に、金属粒子等に加えてセラミックや樹脂を含んでも良い。また、インク２０の粘度は、略４０ｍＰａ・Ｓ以下の低粘度が好ましく、特に略１０ｍＰａ・Ｓ〜略２５ｍＰａ・Ｓの粘度が好ましい。インクタンク３の容量は、例えば略５０ｍＬである。
【００２７】
インク補充経路７は、インクタンク３のインク２０をインク循環経路４へ供給するための経路であり、ポンプ５の吸入側にあるインク循環経路４に接続してある。インクヘッド２のノズル２１から吐出するインク２０や、後述するノズル２１の開口部２２を覆うインク膜（開口部２２をインク２０で覆う遮蔽部）を形成するインク２０は、インク補充経路７を通ってインク循環経路４に必要な量が補充される。インク補充経路７には、例えば、径が略２ｍｍ〜略３ｍｍ、長さが略８００ｍｍのシリコン系配管を用いている。
【００２８】
インクタンク３の上方には、真空引きするための真空経路３１と、圧縮空気（圧縮ガス）を供給するためのガス供給経路３２とが接続されている。定常的にノズル２１からインク２０が垂れ落ちないように、密閉されたインクタンク３内を真空引してある。一方、インク２０をノズル２１から吐出時に比べて多量に排出させるとき（パージ時）、真空経路３１に設けてある真空用の開閉弁３３を閉じて、ガス供給経路３２に設けてある圧縮空気用の開閉弁３４を開き、インクタンク３内に圧縮空気を供給する。インクタンク３内に圧縮空気を供給することにより、インクタンク３内のインク２０が、インク補充経路７を介してインク循環経路４内のインク２０を押圧し、ノズル２１の開口部２２からインク２０を押出して、インク２０をノズル２１から吐出時に比べて多量に排出させる（パージ動作）。なお、真空用の開閉弁３３は、圧力調整弁３５を介して真空ポンプに接続してある。また、圧縮空気用の開閉弁３４は、圧力調整弁３６を介して圧縮空気供給源に接続してある。さらに、真空用の開閉弁３３及び圧縮空気用の開閉弁３４の開閉は、制御装置３７で制御している。
【００２９】
本発明の実施の形態１では、インク２０を貯留するインクタンク３と、インクタンク３０に圧縮空気を供給するガス供給経路３２と、圧縮空気の供給を制御する制御手段である開閉弁３４及び制御装置３７とにより、インク循環経路４内のインク２０を押圧するインク押圧機構を構成している。インク押圧機構を、インクタンク３と、ガス供給経路３２と、制御手段である開閉弁３４及び制御装置３７とで構成することで、別途ポンプ等の装置を設けることなく、インク循環経路４内のインク２０を押圧することができる。なお、インク押圧機構は、上述の構成に限定されるものではなく、インク循環経路４内のインク２０を押圧することができればいずれの構成であっても良い。
【００３０】
拭き取り手段６は、インクヘッド２の一面のインク２０を拭き取る。拭き取り手段６は、例えば、インクヘッド２の一面を、回転しながら移動してインク２０を拭き取るワイプローラである。ワイプローラは、周面に不織布ウエスを備え、汚れた面でインク２０を拭き取らないように、周長（円周）がインクヘッド２の一面の長さ（ワイプローラの進行方向の長さ）となっている。拭き取り手段６は、一軸ロボット６１に取り付けられ、水平方向に移動可能である。なお、一軸ロボット６１による拭き取り手段６の水平方向への移動は、制御装置３７で制御している。
【００３１】
インクヘッド２の下方に、被印刷物６３を載置したステージ６２を配置してある。被印刷物６３は、ステージ６２に吸着され、ステージ６２に対して移動しないように固定されている。ステージ６２は、三軸方向に移動可能で、インクヘッド２のノズル２１から吐出するインク２０の位置に合わせて、載置した被印刷物６３を移動させる。なお、ステージ６２の移動は、制御装置３７で制御している。パージ動作を行うとき、インク回収箱６４をインクヘッド２の下に配置し、ノズル２１から排出されたインク２０を回収する。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１のインク循環方法を示す概略図である。まず、図２（ａ）に示すように、複数のノズル２１の開口部２２からインク２０を押出し、複数のノズル２１の開口部２２を覆うインク膜（遮蔽部）２３を形成する。インク膜２３の形成は、インク吐出装置１がインク２０を吐出して印刷を終了してから行う。複数のノズル２１の開口部２２からインク２０を押出す動作は、例えば、パージ動作を利用する。本発明の実施の形態１では、パージ動作を利用して、インク循環経路４内のインク２０を押圧することで、インクヘッド２の一面に形成してある複数のノズルの開口部２２からインク２０を押出し、開口部２２をインク２０で覆うことで遮蔽している。
【００３３】
図３は、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１において、インク膜２３を形成したインクヘッド２を下方から見た概略図である。図３に示すように、インクヘッド２は、複数のノズル２１の開口部２２を一面に形成してあり、複数のノズル２１の開口部２２を覆うインク膜（遮蔽部）２３が形成されている。つまり、インクヘッド２の一面には、隣接するノズル２１の開口部２２から押出されたインク２０が繋がって、複数のノズル２１の開口部２２を覆うインク膜２３が形成されている。なお、インク膜２３は、隣接するノズル２１の開口部２２から押出されたインク２０同士が繋がる程度の大きさが好ましいが、少なくとも複数のノズル２１の開口部２２を覆う大きさがあれば良い。例えば、４本のノズル２１の開口部２２のうち、２本のノズル２１の開口部２２を覆う１つのインク膜２３と、残りの２本のノズル２１の開口部２２をそれぞれ覆う２つのインク膜２３とが形成されていても良い。なお、インク膜２３を形成するためにノズル２１の開口部２２から押出すインク２０の量は、インクヘッド２の一面からインク２０が滴下してノズル２１の開口部２２が露出しない程度の量に制限する必要がある。
【００３４】
次に、図２（ｂ）に示すように、ポンプ５が、インク循環経路４へのインク２０の供給を開始して、環状経路にインク２０を循環させる。具体的に、矢印の示す方向、すなわち、ポンプ５−インク循環経路４−インクヘッド２−インク循環経路４の方向にインク２０を循環させている。従来のインク吐出装置では、インクの流れを速くした場合、ノズルのインク循環経路に近い側とノズルの開口部側とで圧力差が生じ、ノズルの開口部から空気を吸い込むため、インクヘッドのノズルからインクを吐出して印刷するときに、インクの吐出不良、インクの濃度変動等が生じていた。しかし、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１では、インク２０の流れを速くして、ノズル２１のインク循環経路４に近い側とノズル２１の開口部２２側とで圧力差が生じた場合であっても、複数のノズル２１の開口部２２をインク２０で覆う遮蔽部（インク膜２３）が形成してあるので、ノズル２１の開口部２２から空気を吸い込むことがなく、インクヘッド２のノズル２１からインク２０を吐出して印刷するときに、インク２０の吐出不良、インク２０の濃度変動等を防ぐことができる。
【００３５】
図４は、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１における、質量比と循環時間との関係を示すグラフである。図４に示す横軸は環状経路にインク２０を循環させる時間を示し、縦軸はインクヘッド２のノズル２１からインク２０を吐出して正常な状態（インク２０の粒子成分が沈降しておらず、粒子成分同士が凝集していない状態）で印刷した場合のインク２０の質量と、それぞれの時間循環後にインクヘッド２のノズル２１からインク２０を吐出して印刷した場合のインク２０の質量との比を示している。なお、正常な状態で印刷する用紙及び印刷パターンは、それぞれの時間循環後に印刷する用紙及び印刷パターンと同じである。データＡは、インク膜２３を形成し、ポンプ流量を４０ｍＬ／ｈにして環状経路にインク２０を循環させた場合の質量比と循環時間との関係を示している。データＢは、インク膜２３を形成せず、ポンプ流量を１０ｍＬ／ｈにして環状経路にインク２０を循環させた場合の質量比と循環時間との関係を示している。データＣは、インク膜２３を形成せず、ポンプ流量を４０ｍＬ／ｈにして環状経路にインク２０を循環させた場合の質量比と循環時間との関係を示している。
【００３６】
データＢとデータＡとを比較すると、ポンプ流量を１０ｍＬ／ｈから４０ｍＬ／ｈにしてインク吐出装置１内で循環させるインク２０の流れを速くすることで、短い循環時間で質量比を１００％にすることができることが分かる。データＢでは質量比を１００％にするのに略６３秒の循環時間が必要であったが、データＡでは、略３８秒の循環時間で質量比を１００％にすることができる。つまり、環状経路にインク２０を循環させる時間を略２５秒短縮することができる。
【００３７】
また、データＡとデータＣとを比較すると、ポンプ流量を４０ｍＬ／ｈにしてインク吐出装置１内で循環させるインク２０の流れを速くした場合、複数のノズル２１の開口部２２を覆うインク膜２３が形成されていないと、循環時間略１０秒以降で質量比が急激に低下することが分かる。質量比が急激に低下するのは、複数のノズル２１の開口部２２を覆うインク膜２３が形成されていないため、ノズル２１の開口部２２から空気を吸い込んだからであると推測される。
【００３８】
次に、図２（ｃ）に示すように、ポンプ５が、インク循環経路４へのインク２０の供給を停止した後（環状経路でのインク２０の循環を停止した後）に、拭き取り手段６は、インク膜（遮蔽部）２３を拭き取る。インク膜２３を拭き取ることで、ノズル２１からインク２０を吐出するインクヘッド２の一面が清掃され、異物、乾燥したインク残留物等がインクヘッド２の一面に付着することで生じるインク２０の吐出不良を防ぐことができる。なお、拭き取り手段６は、インク膜２３により十分に濡らしてあるインクヘッド２の一面を清掃するので、インクヘッド２の一面に付着した異物、乾燥したインク残留物等を容易に取り除くことができる。
【００３９】
拭き取り手段６は、インクヘッド２の一面を、回転しながら移動しインク２０を拭き取るワイプローラに限定されるものではなく、別の構成の拭き取り手段であっても良い。
【００４０】
図５は、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１の拭き取り手段６の別の構成を示す概略図である。図５に示すインク吐出装置１は、拭き取り手段６として、インクヘッド２の一面に押し当てて、移動しながらインク２０を拭き取る板状ワイプ６ａを備えている。板状ワイプ６ａは、インクヘッド２の一面に押し当てる側に不織布ウエスを備え、不織布ウエスでインク２０を拭き取る。板状ワイプ６ａは、不織布ウエスと、不織布ウエスを固定する板とを備える簡単な構成であり、インク吐出装置１の製造コストを安価にすることができる。
【００４１】
また、図６は、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１の拭き取り手段６のさらに別の構成を示す概略図である。図６に示すインク吐出装置１は、拭き取り手段６として、一方のローラから他方のローラへと不織布ウエス等の布を巻き取る巻き取り手段６ｂを備えている。巻き取り手段６ｂは、インクヘッド２の一面に一方のローラから引き出した布を押し当てて、押し当てた布を他方のローラに巻き取ることで不織布ウエス等の布でインク２０を拭き取る。巻き取り手段６ｂは、一方のローラからインク２０が付着していない布が供給されるので、常にきれいな布でインクヘッド２の一面のインク２０を拭き取ることができる。
【００４２】
以上のように、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１は、インク循環経路４と接続されたインク押圧機構が、インク循環経路４内のインク２０を押圧することで、インクヘッド２の一面に形成してある複数のノズル２１の開口部２２からインク２０を押出し、開口部２２を覆うインク膜（遮蔽部）２３を形成し、インク循環経路４内に配置されたポンプ５が、インクヘッド２の内部経路２ｃ及びインク循環経路４にインク２０を循環させるので、インク吐出装置１内で循環させるインク２０の流れを速くしても、インクヘッド２のノズル２１の開口部２２から空気を吸い込むことがなく、インク２０の吐出不良やインク２０の濃度変動等を防ぐことができ、インク吐出装置１内でインク２０を循環させる時間を短縮することができる。また、拭き取り手段６が、インクヘッド２の一面に形成されたインク膜（遮蔽部）２３を拭き取るので、ノズル２１からインク２０を吐出するインクヘッド２の一面が清掃され、異物や乾燥したインク残留物等がインクヘッド２の一面に付着することで生じるインク２０の吐出不良を防ぐことができる。
【００４３】
本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１は、インクヘッド２の一面に形成してある複数のノズル２１の開口部２２からインク２０を押出し、開口部２２を覆うインク膜２３を形成し、インクヘッド２にインク２０を取入れ、インクヘッド２からインク２０を排出することでインクヘッド２の内部経路２ｃにインク２０を流動させて、インクヘッド２の内部経路２ｃを含む環状経路にインク２０を循環させ、環状経路でのインク２０の循環を停止した後（内部経路２ｃでのインク２０の流動を停止した後）、インクヘッド２の一面に形成されたインク膜（遮蔽部）２３を拭き取り、インクヘッド２の複数のノズル２１からインク２０を吐出するインク吐出方法を実施することができる。また、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１は、インク押圧機構が、インク循環経路４内のインク２０を押圧することで、インクヘッド２の一面に形成してある複数のノズル２１の開口部２２からインク２０を押出し、開口部２２を覆うインク膜（遮蔽部）２３を形成した後、ポンプ５が、インクヘッド２の内部経路２ｃ及びインク循環経路４にインク２０を循環させるインク循環方法を実施することができる。
【００４４】
なお、インク吐出装置１は、図１に示すように、ポンプ５をインク循環経路４内のインク取入口２ａ側に配置する構成に限定されるものではなく、ポンプ５をインク循環経路４内のインク排出口２ｂ側に配置する構成であっても良い。図７は、本発明の実施の形態１に係るインク吐出装置１の別の構成を示す概略図である。図７に示すインク吐出装置１は、ポンプ５ａをインク循環経路４内のインク排出口２ｂ側に配置してある以外、図１に示したインク吐出装置１と同じ構成であるため、同じ構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。但し、インク補充経路７は、ポンプ５をインク循環経路４内のインク排出口２ｂ側に配置してあるため、ポンプ５の排出側にあるインク循環経路４に接続してある。
【００４５】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態１では、インク循環経路４及びインクヘッド２の内部経路２ｃで構成される環状経路にインク２０を循環させることで、インクヘッド２の内部経路２ｃのインク２０が流動し、インクヘッド２内でインク２０の粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集するのを防止することができるインク吐出装置１について説明した。本発明の実施の形態２では、構成要素にインクタンク３を含めた環状経路にインク２０を循環させることで、インクタンク３及びインクヘッド２の内部経路２ｃのインク２０が流動し、インクタンク３及びインクヘッド２内でインク２０の粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集するのを防止することができるインク吐出装置について説明する。
【００４６】
図８は、本発明の実施の形態２に係るインク吐出装置の構成を示す概略図である。図８に示すインク吐出装置１１は、インクヘッド２、インクタンク３、インク循環経路４、ポンプ５、拭き取り手段６を備えている。インク吐出装置１１は、インク循環経路４の構成以外、図１に示したインク吐出装置１と同じ構成であるため、同じ構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４７】
インク循環経路４は、インクタンク３とインク取入口２ａとを接続する第１配管４ａと、インクタンク３とインク排出口２ｂとを接続する第２配管４ｂとを有する。なお、第１配管４ａは、インクタンク３の下方に接続され、第２配管４ｂは、第１配管４ａがインクタンク３に接続された位置より上側に接続してある。インク循環経路４は、インクヘッド２とインクタンク３とを第１配管４ａ及び第２配管４ｂで繋ぎ、インク２０を循環させる経路である。本発明の実施の形態２では、インクタンク３、インク循環経路４、及びインクヘッド２の内部経路２ｃで構成される環状経路にインク２０を循環させる。特に、金属粒子等の粒子成分を含むインク２０の場合、印刷を停止している間、インクタンク３内及びインクヘッド２内でインク２０の粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集するのを防止する必要があるため、環状経路にインク２０を循環させている。第１配管４ａ及び第２配管４ｂは、例えば、径が略２ｍｍ〜略３ｍｍ、長さが略８００ｍｍのシリコン系配管を用いている。
【００４８】
ポンプ５は、インク循環経路４の第１配管４ａ内に配置され、インクヘッド２及びインク循環経路４にインク２０を供給する。ポンプ５は、インク循環経路４の第１配管４ａ内に配置してあるので、インク取入口２ａ側に配置してある。ポンプ５は、インクタンク３の下方にあるインク２０を、インクヘッド２及びインク循環経路４に供給して、環状経路インク２０を循環させている。そのため、インクヘッド２の内部経路２ｃのインク２０が流動するとともに、インクタンク３内のインク２０も流動するので、インクタンク３内、及びインクヘッド２内でインク２０の粒子成分が沈降し、粒子成分同士が凝集するのを防止することができる。ポンプ５は、例えばペリスタルティックポンプであり、ポンプ流量は略７００ｍＬ／ｈ以下であり、特に、ポンプ流量が略１００ｍＬ／ｈ以下のポンプを使用することが好ましい。
【００４９】
本発明の実施の形態２に係るインク吐出装置１１でも、インクタンク３に圧縮空気を供給するガス供給経路３２と、圧縮空気の供給を制御する制御手段である開閉弁３４及び制御装置３７とにより、インク循環経路４内のインク２０を押圧するインク押圧機構を構成しているので、本発明の実施の形態１で説明したインク吐出方法及びインク循環方法を同様に実施することができる。
【００５０】
以上のように、本発明の実施の形態２に係るインク吐出装置１１は、インクタンク３とインク取入口２ａとを接続する第１配管４ａと、インクタンク３とインク排出口２ｂとを接続する第２配管４ｂとを有するインク循環経路４を備え、第１配管４ａ及び第２配管４ｂと接続されたインク押圧機構が、インク循環経路４内のインク２０を押圧することで、インクヘッド２の一面に形成してある複数のノズル２１の開口部２２からインク２０を押出し、開口部２２を覆うインク膜（遮蔽部）２３を形成し、第１配管４ａ内に配置されたポンプ５が、インクタンク３、インクヘッド２の内部経路２ｃ及びインク循環経路４にインク２０を循環させるので、インクタンク３を含むインク吐出装置１１内で循環させるインク２０の流れを速くしても、インクヘッド２のノズル２１の開口部２２から空気を吸い込むことがなく、インク２０の吐出不良やインク２０の濃度変動等を防ぐことができ、インクタンク３を含むインク吐出装置１１内でインク２０を循環させる時間を短縮することができる。
【００５１】
なお、インク吐出装置１１は、図８に示すように、ポンプ５をインク循環経路４の第１配管４ａ内に配置する構成に限定されるものではなく、ポンプ５をインク循環経路４の第２配管４ｂ内に配置する構成であっても良い。図９は、本発明の実施の形態２に係るインク吐出装置１１の別の構成を示す概略図である。図９に示すインク吐出装置１１は、ポンプ５ｂをインク循環経路４の第２配管４ｂ内に配置してある以外、図８に示したインク吐出装置１１と同じ構成であるため、同じ構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【符号の説明】
【００５２】
１、１１  インク吐出装置
２  インクヘッド
２ａ  インク取入口
２ｂ  インク排出口
２ｃ  内部経路
３  インクタンク
４  インク循環経路
４ａ  第１配管
４ｂ  第２配管
５、５ａ、５ｂ  ポンプ
６  拭き取り手段
７  インク補充経路
２０  インク
２１  ノズル
２２  開口部
２３  インク膜（遮蔽部）
３１  真空経路
３２  ガス供給経路
３３、３４  開閉弁
３５、３６  圧力調整弁
３７  制御装置
６１  一軸ロボット
６２  ステージ
６３  被印刷物
６４  インク回収箱
【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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