(57)【要約】【課題】分配タンク内で他のインク流路からの影響を受けて、ノズルヘッドからのインクの吐出状態が不安定になっていた。【解決手段】印刷対象物１にインクを記録する複数のノズルヘッド１０と、供給口４２から供給されたインクを複数の上流側インク流路４６、２６を通じて複数のノズルヘッドに供給する上流側タンク２５とを備えた。上流側タンクは、供給口からインクが供給され、複数の上流側インク流路の入口に連通する上流側共通インク室４１を有する。複数の上流側インク流路の、インクが流れるときの圧力損失は、互いに等しく、上流側インク流路の入口４４におけるインクの流れ方向から、各入口を、インクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの、入口の位置が少なくとも最も近い入口同士は、インクの流れ方向においてそれぞれの位置が互いにずれている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷対象物にインクを記録する複数のノズルヘッドと、供給口から供給された前記インクを複数の上流側インク流路を通じて前記複数のノズルヘッドに供給する上流側タンクとを備えた、前記インクを循環して供給するインクジェット式記録装置であって、
前記上流側タンクは、前記供給口から前記インクが供給され、前記複数の上流側インク流路の入口に連通する上流側共通インク室を有し、
前記複数の上流側インク流路の、前記インクが流れるときの圧力損失は、互いに等しく、
前記上流側インク流路の前記入口における前記インクの流れ方向から、前記各入口を、前記インクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの、前記入口の位置が少なくとも最も近い前記入口同士は、前記インクの流れ方向においてそれぞれの位置が互いにずれている、インクジェット式記録装置。
【請求項２】
複数の下流側インク流路を通じて前記複数のノズルヘッドから供給された前記インクを排出口から排出する下流側タンクを備え、
前記下流側タンクは、前記複数の下流側インク流路の出口に連通し、前記インクを前記排出口から排出する下流側共通インク室を有し、
前記複数の下流側インク流路の、前記インクが流れるときの圧力損失は、互いに等しく、
前記下流側インク流路の前記出口における前記インクの流れ方向から、前記各出口を、前記インクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの、前記出口の位置が少なくとも最も近い前記出口同士は、前記インクの流れ方向においてそれぞれの位置が互いにずれている、請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記入口における前記インクの流れ方向は、鉛直方向であり、
前記供給口は、前記入口よりも下方にある、請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記垂直な面へ投影された前記各入口の位置は、一直線上に配置されている、請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項５】
前記垂直な面へ投影された前記各入口の位置は、２列の矩形格子状の位置に配置されており、前記矩形を形成する位置にある４つの前記入口同士は、前記インクの流れ方向においてそれぞれの位置が互いにずれている、請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項６】
上流側インクタンクを備え、
前記上流側タンクは、複数あり、
前記上流側インクタンクは、前記インクを分配して、前記各上流側タンクへ供給する、請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録装置に関する。例えば、有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネルの発光層などの塗布工程に用いるインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式記録装置は、複数のノズルを有するインクジェットヘッドを有し、インクジェットヘッドのノズルと印刷対象物の位置関係を制御しながら、ノズルからインクを吐出することで、印刷対象物にインクを塗布するものである。
【０００３】
この種のインクジェット式記録装置の１つとして、ラインヘッドと呼ばれる、印刷対象物の全幅に沿ってその幅方向に並設された複数のノズルヘッド(複数の吐出口を有する塗布ヘッド)を備えているものがある。ラインヘッドは印刷対象物の全幅に沿って延びる長尺物であるため、一体で製作することが困難なので、小面積のノズルヘッドを印刷対象物の幅方向に並設することによって、長尺なラインヘッドを構成することが知られている。
【０００４】
しかしながら、このようなラインヘッドにおいては、そのノズルヘッドの１つ１つにインクタンクからチューブを接続してインクを供給しなければならないため、インク供給系が複雑になる。例えば、ノズルヘッド１つ１つを、多数のチューブを介してインクタンクと個別に接続する構成を採用すると、ノズルヘッドの数だけのチューブをインクタンクに接続することになり、配管経路の複雑化、部品点数の増大に伴いコストの増大を招くと共に、インクタンクとラインヘッド間におけるチューブの設置スペースが大きくなり、記録装置の大型化を招いてしまう。
【０００５】
また、メンテナンス等の目的で、ラインヘッドを記録装置から取り外すときには、ラインヘッドに接続されている多数のチューブを取り外す必要があり、同様に、その取り付け時にも多数のチューブをラインヘッドに接続しなければならず、メンテナンス性の低下をも生じる。
【０００６】
そのため、インクタンクとノズルヘッドの間に、ラインヘッドの各ノズルヘッドにインクを分岐して接続する分配タンクを設け、分配タンクの分岐した流路出口と各ノズルヘッドとを複数の供給チューブによって一対一に接続することにより、分配タンク内のインクを各ノズルヘッドに供給する構成として、インク供給系の簡素化を実現している。
【０００７】
従来の分配タンクとしては、複数のインク流路群を分けるために、開口部近傍に仕切り部材が形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
図１１は、特許文献１に記載された従来のインクジェット記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【０００９】
図１１において、インクは、インク供給流路１０１から共通インク室１０４へ送液され、インク流路１０３へ分配されて、インク排出流路１０５から排出される。
【００１０】
共通インク室１０４内のインクの流れを整流するために、仕切り部材１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが設けられている。仕切り部材１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、それぞれの張り出し長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３が、インク供給流路１０１の位置に対し遠方になるほど長くなるように形成されている。
【００１１】
また、分配タンク内の分岐したインク流路が長いほど幅広として、インク流路が相互に与える影響を少なくしているものがある（例えば、特許文献２参照）。
【００１２】
図１２は、特許文献２に記載された従来のインクジェット記録ヘッドを模式的に示している。
【００１３】
図１２において、インクは、インク供給流路１１１から共通インク室１１４へ送液され、インク流路１１３へ分配されて、インク排出流路１１５から排出される。
【００１４】
長いインク流路１１３ほど幅広とし、インク供給流路１１１より近い方からインク流路１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄとしている。
【００１５】
また、隣接するインク流路１１３の間の共通インク室１１４の各部分を、インク供給流路１１１より近いほうから共通インク室１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃとして、さらにインク流路１１３が相互に与える影響を受けにくい容量を設けている。例えば、隣接するインク流路１１３ａ、１１３ｂが相互に与える影響は、共通インク室１１４ａのダンパー効果で減衰されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第３２５７１４０号公報
【特許文献２】特開２００６−８２３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記した従来の構成では、ノズルヘッドからのインクの吐出状態が不安定になるという課題があった。
【００１８】
すなわち、上記した従来の構成では、分配タンク内で分岐した各インク流路の圧力損失が、インク流路の配置場所によって異なる。そのため、分配タンクにおいて、インクが供給流路から各インク流路に分配されインク排出流路から排出される際、他のインク流路からの影響を受けて、ノズルヘッドへ供給するインクの流量に影響を与え、その結果、ノズルヘッドからのインクの吐出状態が不安定になってしまう。
【００１９】
本発明は、上記従来の課題を考慮して、インク流路間のクロストークを防止して、ノズルヘッドから安定してインクを吐出できるインクジェット式記録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】
【００２０】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
印刷対象物にインクを記録する複数のノズルヘッドと、供給口から供給された前記インクを複数の上流側インク流路を通じて前記複数のノズルヘッドに供給する上流側タンクとを備えた、前記インクを循環して供給するインクジェット式記録装置であって、
前記上流側タンクは、前記供給口から前記インクが供給され、前記複数の上流側インク流路の入口に連通する上流側共通インク室を有し、
前記複数の上流側インク流路の、前記インクが流れるときの圧力損失は、互いに等しく、
前記上流側インク流路の前記入口における前記インクの流れ方向から、前記各入口を、前記インクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの、前記入口の位置が少なくとも最も近い前記入口同士は、前記インクの流れ方向においてそれぞれの位置が互いにずれている、インクジェット式記録装置である。
【００２１】
また、第２の本発明は、
複数の下流側インク流路を通じて前記複数のノズルヘッドから供給された前記インクを排出口から排出する下流側タンクを備え、
前記下流側タンクは、前記複数の下流側インク流路の出口に連通し、前記インクを前記排出口から排出する下流側共通インク室を有し、
前記複数の下流側インク流路の、前記インクが流れるときの圧力損失は、互いに等しく、
前記下流側インク流路の前記出口における前記インクの流れ方向から、前記各出口を、前記インクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの、前記出口の位置が少なくとも最も近い前記出口同士は、前記インクの流れ方向においてそれぞれの位置が互いにずれている、第１の本発明のインクジェット式記録装置である。
【００２２】
また、第３の本発明は、
前記入口における前記インクの流れ方向は、鉛直方向であり、
前記供給口は、前記入口よりも下方にある、第１の本発明のインクジェット式記録装置である。
【００２３】
また、第４の本発明は、
前記垂直な面へ投影された前記各入口の位置は、一直線上に配置されている、第１の本発明のインクジェット式記録装置である。
【００２４】
また、第５の本発明は、
前記垂直な面へ投影された前記各入口の位置は、２列の矩形格子状の位置に配置されており、前記矩形を形成する位置にある４つの前記入口同士は、前記インクの流れ方向においてそれぞれの位置が互いにずれている、第１の本発明のインクジェット式記録装置である。
【００２５】
また、第６の本発明は、
上流側インクタンクを備え、
前記上流側タンクは、複数あり、
前記上流側インクタンクは、前記インクを分配して、前記各上流側タンクへ供給する、第１の本発明のインクジェット式記録装置である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、インク流路間のクロストークを防止して、ノズルヘッドから安定してインクを吐出できるインクジェット式記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１のインクジェット式記録装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１のインクジェット式記録装置の全体構成を示す図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１の上流側分配タンクの構成を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の上流側分配タンクの、管が共通インク室に連通する部分の底面図、（ｃ）本発明の実施の形態１の上流側分配タンクの、管が共通インク室に連通する部分の正面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１の下流側分配タンクの構成を示す斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の下流側分配タンクの、管が共通インク室に連通する部分の平面図、（ｃ）本発明の実施の形態１の下流側分配タンクの、管が共通インク室に連通する部分の正面図
【図５】従来の分配タンクをモデルとした場合の流体解析結果を示す図
【図６】本発明の実施の形態１の上流側分配タンクをモデルとした場合の流体解析結果を示す図
【図７】本発明の実施の形態１の、矩形形状の管を有する構成の上流側分配タンクの斜視図
【図８】本発明の実施の形態１の、インク流路を階段状に設置した構成の上流側分配タンクの斜視図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態１の、平面状の共通インク室の上面に２列に管を設けた上流側分配タンクの、共通インク室と管の連通部分の斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、平面状の共通インク室の上面に２列に管を設けた上流側分配タンクの、共通インク室と管の連通部分の底面図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態１の、平面状の共通インク室の上面に千鳥状に２列に管を設けた上流側分配タンクの、共通インク室と管の連通部分の斜視図、（ｂ）本発明の実施の形態１の、平面状の共通インク室の上面に千鳥状に２列に管を設けた上流側分配タンクの、共通インク室と管の連通部分の底面図
【図１１】特許文献１に記載された、従来のインクジェット記録ヘッドの構成を示す斜視図
【図１２】特許文献２に記載された、従来のインクジェット記録ヘッドの構成を模式的に示した図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、本発明はこれらの実施の形態により限定されない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１に、本発明の実施の形態１のインクジェット式記録装置の斜視図を示す。
【００３０】
本実施の形態１のインクジェット式記録装置１２は、テーブル３が、駆動系を有するステージ１１に取付けられており、Ｘ方向へ搬送される。図１に示すように、印刷対象物１は、ヘッドユニット２の鉛直下方向の位置のテーブル３上に設置される。
【００３１】
ステージ１１上には、脚部４と、脚部４の上方に取り付けられた支持部５によって鳥居状のガントリー６が形成されている。ガントリー６の鉛直方向に延在するように、昇降方向Ｚの昇降軸を有する支持台７が設けられている。支持台７にヘッドユニット２が配設されており、ヘッドユニット２は分配タンク８やラインヘッド９を具備している。昇降方向Ｚの昇降軸によって、印刷対象物１とラインヘッド９間のギャップが調整される。
【００３２】
ラインヘッド９は、それぞれがインクを吐出させる圧電アクチュエータ(図示省略)を有する複数のノズルヘッド１０を備えている。各ノズルヘッド１０は、図１では図示していない複数の供給チューブ２６によって一対一で分配タンク８に接続され、インク供給系の簡素化を実現している。
【００３３】
なお、ヘッドユニット２は、理解容易のために実際の分配タンク８とノズルヘッド１０よりも数を減じて図示している。
【００３４】
図１に示すように、ラインヘッド９は、印刷対象物１の全幅にわたって配列されたノズルヘッド１０を備えている。このため、インクジェット式記録装置１２の記録動作時には、印刷対象物１をＸ方向に搬送しながら、所定のタイミングでラインヘッド９からインクを吐出することで、印刷対象物１の全幅にわたって所望の画像を形成することが可能である。
【００３５】
本実施の形態１のインクジェット式記録装置１２は、制御手段としての電源・制御ボックス(図示省略)を備えている。電源・制御ボックスは、各ノズルヘッド１０に電力と制御信号とを供給すると共に、上記したＸ方向およびＺ方向の各駆動軸にも制御信号を供給する。
【００３６】
また、本実施の形態１のインクジェット式記録装置１２は、図示していないがインク循環装置を具備する。
【００３７】
インク循環装置は、インクに駆動圧力を供給することでインクを循環させる。インクに駆動圧力を供給するには、ポンプを用いるが、圧縮空気を利用して圧力を供給するレギュレーターを用いてもよい。レギュレーターを用いることで駆動圧力が一定になり、インクの循環速度が安定するからである。インクはインクジェット式記録装置１２の作動中に絶えず循環させることが好ましい。
【００３８】
図２は、本実施の形態１のインクジェット式記録装置１２の全体構成を模式的に示している。以下に、図２の構成要素について説明する。
【００３９】
前述したように、インク循環装置によりインクジェット式記録装置１２のインク供給系では、インクが常に一定方向に流れている。図２では、圧力制御部２３が前述したインク循環装置である。
【００４０】
ここで、ラインヘッド９にインクを流入する側を上流側、ラインヘッド９からインクが排出される側を下流側として、上流側、下流側に設置している分配タンクおよびインクタンクを、それぞれ、上流側分配タンク２５および上流側インクタンク２４、下流側分配タンク２７および下流側インクタンク２８と呼ぶ。したがって、図２に示す上流側分配タンク２５および下流側分配タンク２７で、図１の分配タンク８を構成している。
【００４１】
なお、図２では、理解容易のために、上流側分配タンク２５を１つのみ図示しているが、上流側インクタンク２４には複数の上流側分配タンク２５が接続され、上流側インクタンク２４から分配されたインクが各上流側分配タンク２５へ送液される。同様に、図２では、下流側分配タンク２７も１つのみ図示しているが、下流側インクタンク２８には複数の下流側分配タンク２７が接続され、複数の下流側分配タンク２７から１つの下流側インクタンク２８へインクが送液される。
【００４２】
本実施の形態１のインクジェット式記録装置１２では、インク供給部２１のインクが、圧力制御部２３の制御によって循環される。インクジェット式記録装置１２におけるインクの循環経路について、以下に説明する。
【００４３】
インク供給部２１のメインタンク２２から圧力制御部２３の上流側インクタンク２４へインクが供給され、上流側インクタンク２４で背圧等が調整制御されたインクが分配されて上流側分配タンク２５へ送液される。さらに、インクは、上流側分配タンク２５から供給チューブ２６を介してラインヘッド９の各ノズルヘッド１０へ供給される。
【００４４】
インクは、インク供給系を循環しているため、ラインヘッド９で留まることなく、下流側分配タンク２７へ供給チューブ２６を介して供給され、さらにインクは、下流側分配タンク２７から圧力制御部２３の下流側インクタンク２８へ送液される。そして、下流側インクタンク２８で背圧等の調整制御が行われ、メインタンク２２へインクが送液されるような循環経路をとっている。
【００４５】
循環時のインクの供給量は、特に限定されないため、数ｍｌ／ｍｉｎであっても、それ以上であってもよい。また、インクの種類は特に限定されず、製造物の種類によって適宜選択される。例えば、製造物が有機ＥＬパネルや液晶パネルである場合、発光材料などの有機発光物質を含む溶液や、液晶材料などの高粘度のインクが含まれる。
【００４６】
図３（ａ）は、本実施の形態１の上流側分配タンク２５の構成を示している。
【００４７】
インクは、上流側インクタンク２４から、上流側分配タンク２５の鉛直下端に設けられたインク供給流路４２に分配供給される。
【００４８】
共通インク室４１は、インク供給流路４２から供給されたインクを収容するための空間であり、常時インクで満たされている。
【００４９】
共通インク室４１の鉛直上方向に複数の管４３が溶接されており、それぞれの管４３は、共通インク室４１に連通する管４３端面のインク流入口４４の鉛直上方向に配置されている複数のインク排出流路４５に他端が接続しており、インク流入口４４とインク排出流路４５との間に円柱状のインク流路４６を形成している。
【００５０】
各インク排出流路４５とノズルヘッド１０とを繋ぐ複数の供給チューブ２６は、太さおよび長さが等しい同一のチューブが用いられている。
【００５１】
なお、上流側分配タンク２５が、本発明の上流側タンクの一例にあたる。また、共通インク室４１が、本発明の上流側共通インク室の一例にあたり、インク供給流路４２が、本発明の供給口の一例にあたる。また、各管４３端面のインク流入口４４が、本発明の上流側インク流路の入口の一例にあたる。また、インク流入口４４からノズルヘッド１０までに至る、インク流路４６と供給チューブ２６を合わせた構成の流路部分が、本発明の上流側インク流路の一例にあたる。
【００５２】
図３（ｂ）に、上流側分配タンク２５の、管４３が共通インク室４１に連通する部分、すなわちインク流入口４４を鉛直下方から見た底面図を示している。図３（ｃ）は、上流側分配タンク２５の、管４３が共通インク室４１に連通する部分の正面図を示している。
【００５３】
図３（ｂ）に示すように、６本の管４３のインク流入口４４は円形であり、鉛直下方から見たときに各インク流入口４４の中心が一直線上に並ぶ位置に配置されている。これらの管４３は、長さの異なる２種類の管４３ａおよび管４３ｂで構成されており、図３（ｃ）に示すように、隣接するインク流入口４４の鉛直方向高さが異なるように、管４３ａおよび管４３ｂが交互に配置されている。
【００５４】
管４３ａは管４３ｂよりも太く長い形状であるが、管４３ａおよび管４３ｂの形状は、それぞれの管で形成されるインク流路４６の圧力損失が互いに等しくなる形状である。
【００５５】
管４３は、共通インク室４１の鉛直上方に配置されているので、管４３端面のインク流入口４４では、鉛直上方向にインクが流れる。このインク流入口４４におけるインクが鉛直上方向に流れる向きが、本発明の、上流側インク流路の入口におけるインクの流れ方向の一例にあたる。また、図３（ｂ）は、インク流入口４４の鉛直下方から見た底面図なので、図３（ｂ）における各管４３ａ、４３ｂのインク流入口４４の位置関係が、本発明の、上流側インク流路の入口におけるインクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの入口の位置関係の一例にあたる。
【００５６】
図３（ｂ）では、管４３ｂのインク流入口４４の両側に管４３ａのインク流入口４４が配置されており、管４３ａおよび管４３ｂのインク流入口４４同士が、本発明の、インクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの最も近い入口同士の一例にあたる。
【００５７】
図４（ａ）は、本実施の形態１の下流側分配タンク２７の構成を示している。
【００５８】
インクは、ラインヘッド９を構成する各ノズルヘッド１０から下流側分配タンク２７の鉛直下方に設けられた複数のインク供給流路３２に供給される。
【００５９】
共通インク室３１は、複数のインク供給流路３２から供給されたインクを収容するための空間であり、常時インクで満たされている。
【００６０】
共通インク室３１の鉛直下方向に複数の管３３が溶接されており、それぞれの管３３は、共通インク室３１に連通する管３３端面のインク流出口３７の鉛直下方向に配置されている複数のインク供給流路３２に他端が接続しており、インク供給流路３２とインク流出口３７との間に円柱状のインク流路３６を形成している。
【００６１】
複数のインク流出口３７から共通インク室３１に流入したインクは、下流側分配タンク２７の鉛直上端に設けられたインク排出流路３５から排出され、下流側インクタンク２８へ供給される。
【００６２】
ノズルヘッド１０と各インク供給流路３２とを繋ぐ複数の供給チューブ２６は、太さおよび長さが等しい同一のチューブが用いられている。
【００６３】
なお、下流側分配タンク２７が、本発明の下流側タンクの一例にあたる。また、共通インク室３１が、本発明の下流側共通インク室の一例にあたり、インク排出流路３５が、本発明の排出口の一例にあたる。また、各管３３端面のインク流出口３７が、本発明の下流側インク流路の出口の一例にあたる。また、ノズルヘッド１０からインク流出口３７までに至る、供給チューブ２６とインク流路３６を合わせた構成の流路部分が、本発明の下流側インク流路の一例にあたる。
【００６４】
図４（ｂ）に、下流側分配タンク２７の、管３３が共通インク室３１に連通する部分、すなわちインク流出口３７を鉛直上方から見た平面図を示している。図４（ｃ）は、下流側分配タンク２７の、管３３が共通インク室３１に連通する部分の正面図を示している。
【００６５】
図４（ｂ）に示すように、６本の管３３のインク流出口３７は円形であり、鉛直上方から見たときに一直線上に並ぶ位置に配置されている。これらの管３３は、長さの異なる２種類の管３３ａおよび管３３ｂで構成されており、図４（ｃ）に示すように、隣接するインク流出口３７の鉛直方向高さが異なるように、管３３ａおよび管３３ｂが交互に配置されている。
【００６６】
管３３ａは管３３ｂよりも太く長い形状であるが、管３３ａおよび管３３ｂの形状は、それぞれの管で形成されるインク流路３６の圧力損失が互いに等しくなる形状である。
【００６７】
管３３は、共通インク室３１の鉛直下方に配置されているので、管３３端面のインク流出口３７では、鉛直上方向にインクが流れる。このインク流出口３７におけるインクが鉛直上方向に流れる向きが、本発明の、下流側インク流路の出口におけるインクの流れ方向の一例にあたる。また、図４（ｂ）は、インク流出口３７の鉛直上方から見た平面図なので、図４（ｂ）における各管３３ａ、３３ｂのインク流出口３７の位置関係が、本発明の、下流側インク流路の出口におけるインクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの出口の位置関係の一例にあたる。
【００６８】
図４（ｂ）では、管３３ｂのインク流出口３７の両側に管３３ａのインク流出口３７が配置されており、管３３ａおよび管３３ｂのインク流出口３７同士が、本発明の、インクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの最も近い出口同士の一例にあたる。
【００６９】
なお、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、上流側分配タンク２５および下流側分配タンク２７は、いずれも、下部から供給されたインクが鉛直上方へ向けてインクが流れるように配置される。このように配置することにより、空の上流側分配タンク２５や下流側分配タンク２７にインクを充填する際に、インクが下から上へ溜まっていくため、タンク内の空気（気泡）を抜き易くすることができる。仮に、上流側分配タンク２５をインクが上から供給されて下へ流れるように配置した場合には、インクを充填する際にラインヘッド９側へインクが流れてしまい、上流側分配タンク２５へインクを充填するのが困難となる。
【００７０】
圧力損失ΔＰは、数１に示すハーゲン・ポアズイユの式より導かれる。
【００７１】
【数１】
2013141765.tif 000003
【００７２】
数１は、インク粘度μ、インク流量Ｖ、管の長さＬ、管の直径Ｄから成り立つことが分かる。
【００７３】
本実施の形態１に用いる分配タンク８（上流側分配タンク２５および下流側分配タンク２７）内の管は、管の長さＬと直径Ｄの値を変化させて、管の長さＬと直径Ｄが異なるが、圧力損失ΔＰが等しくなるように設計している。
【００７４】
すなわち、上流側分配タンク２５では、管４３ａおよび管４３ｂで形成されるそれぞれのインク流路４６の圧力損失が互いに等しくなり、また、下流側分配タンク２７では、管３３ａおよび管３３ｂで形成されるそれぞれのインク流路３６の圧力損失が互いに等しくなるように、管４３ａ、管４３ｂ、管３３ａおよび管３３ｂの形状が設計されている。
【００７５】
各インク排出流路４５とノズルヘッド１０とを繋ぐ複数の供給チューブ２６は、太さおよび長さが等しい同一のチューブなので、インク流入口４４からノズルヘッド１０までの間に、インク流路４６および供給チューブ２６によって形成される複数の流路の圧力損失も互いに等しくなる。
【００７６】
同様に、ノズルヘッド１０と各インク供給流路３２とを繋ぐ複数の供給チューブ２６は、太さおよび長さが等しい同一のチューブなので、ノズルヘッド１０からインク流出口３７までの間に、供給チューブ２６およびインク流路３６によって形成される複数の流路の圧力損失も互いに等しくなる。
【００７７】
図５および図６は、分配タンクのモデルを流体解析ソフト「ANSYSfluent13」で解析した結果の圧力分布図である。図５および図６において、圧力が大きい部分ほど、濃淡が濃く記載されている。
【００７８】
図５は、従来の分配タンクの構成のモデルの解析結果を示し、図６は、本実施の形態１の上流側分配タンク２５の構成のモデルの解析結果を示している。
【００７９】
ここで解析に用いた分配タンクのモデルは、簡易的に縦４３ｍｍ、横４３ｍｍ、厚み４ｍｍの直方体とした。分配タンクの右上に直径４ｍｍのインク供給流路を配置し、底面に管ａおよび管ｂを、３ｍｍのピッチＰで等配に配置した。循環時は、インクが、直径４ｍｍのインク供給流路から１０ｍｌ／ｍｉｎで供給され、管ａおよび管ｂからそれぞれ５ｍｌ／ｍｉｎずつ排出される。吐出時は、インクがインク供給流路から１０ｍｌ／ｍｉｎで供給され、管ａに繋がっているノズルヘッドのみが吐出した場合として、管ａからの排出量を８．０ｍｌ／ｍｉｎ、管ｂからの排出量を２．０ｍｌ／ｍｉｎとした。インク粘度は２０ｍＰａ・s、インクの比重は水とほぼ同様の１とした。メッシュは５０万で分割しており、層流計算を行った。
【００８０】
図５は、分配タンク内に、直径Ｄ１、長さＬ１の等しい管ａおよび管ｂをピッチＰで設置して、管ａに繋がっているノズルヘッドのみが吐出した場合の圧力分布である。
【００８１】
このときの、共通インク室内の管ａ端部の最大圧力は−９．３６Ｐａ、管ｂ端部の最大圧力は−２．０１Ｐａである。
【００８２】
図６は、数１のハーゲン・ポアズイユの式より、長さＬと直径Ｄが異なるが圧力損失が等しくなるよう設計を行った管ａおよび管ｂにおいて、管ａに繋がっているノズルヘッドのみが吐出した場合の圧力分布である。
【００８３】
このときの、共通インク室内の管ａ端部の最大圧力は−９．９５Ｐａ、管ｂ端部の最大圧力は−０．９８Ｐａである。
【００８４】
図５および図６において、管ｂ端部の最大圧力の差は１．０３Ｐａであり、図６の本実施の形態１の構成とすることにより、管ａから受ける圧力を約５１％軽減できることが分かる。また、管ａ端部の最大圧力の差は０．５９Ｐａであり、管ｂのインクを引き込むことで、管ａ端部の最大圧力が約６％増加している。
【００８５】
なお、ここでは、分配タンク内のインクを管ａおよび管ｂから排出するモデルについて説明したが、このモデルとはインクの流れが逆の場合、すなわち管ａおよび管ｂから分配タンク内へインクが流入する場合についても、同様に管ａおよび管ｂ間に互いの圧力の影響が生じると考えられる。したがって、下流側の分配タンクについても、図６の構成を用いることにより、隣接する管の互いの圧力変化の影響を低減することができる。
【００８６】
表１は、図５および図６の解析に用いた各モデルにおける、各管の長さＬおよび直径Ｄの値である。
【００８７】
【表１】
2013141765.tif 000004
【００８８】
数１のハーゲン・ポアズイユの式より設計すると、Ｌ１＜Ｌ２、Ｄ１＜Ｄ２の関係が成り立つ。
【００８９】
仮に管ｂのみを吐出させた場合でも、管ａと管ｂの端部がインクの引きこみを回避できる離れた位置に配置されているため、管ｂ端部から管ａに及ぼす圧力の影響は軽減される。
【００９０】
図６に示すような、隣接する管の圧力損失を等しくしてインク流入口の位置を上下にずらす構成を適用することにより、隣接する管のインク流入口間の距離を従来の配置の場合より大きくでき、圧力低下によるインクの引き込みを回避できる距離とすることができるため、任意のノズルヘッドのみが吐出を行った場合でも、クロストークを防止することができる。
【００９１】
また、任意のノズルヘッドのみが吐出した場合に限らず全ノズルヘッドを同時に吐出させた場合でも、共通インク室内に連通する複数の管の端部間に、圧力低下によるインクの引き込みに影響がない距離がとられているため、安定した吐出が実現できる。
【００９２】
本実施の形態１の解析に用いたモデルでは、計算の簡略化のために、管ａおよび管ｂの形状として円筒形状を用いたが、圧力損失さえ等しければ、共通インク室に楕円形状の管や矩形形状の管を設けることも可能である。
【００９３】
図７に、矩形形状の管を有する構成とした上流側分配タンクの一例の斜視図を示す。
【００９４】
図７に示す上流側分配タンク５０は、上流側インクタンク２４から、鉛直下端に設けられたインク供給流路６２にインクが分配供給される。
【００９５】
インク供給流路６２から供給されたインクを収容する共通インク室６１の鉛直上方に複数の矩形管５３ａ、５３ｂが形成されており、それぞれの矩形管５３ａ、５３ｂは、共通インク室６１に連通する矩形管５３ａ、５３ｂ端面のインク流入口５１の鉛直上方向に配置されている複数のインク排出流路５４に他端が接続しており、インク流入口５１とインク排出流路５４との間に角柱形状の矩形インク流路５２を形成している。
【００９６】
インク供給流路６２に分配されたインクは、共通インク室６１内において、隣接するインク流入口５１の鉛直方向高さが異なるが、それぞれの矩形インク流路５２の圧力損失が等しい交互に設置された矩形管５３ａおよび５３ｂを通り、複数のインク排出流路５４から排出される。
【００９７】
さらに共通インク室に連通する管として、管の断面積変化による圧力損失を考慮すれば、急拡大管、急縮小管、ディフューザの形状としてもよいし、管の方向変化による圧力損失を考慮すれば、ベンド、エルボの形状を組み合わせた形状としてもよい。
【００９８】
図８に、インク流路を階段状に設置してインク排出流路を２列設けた構成の上流側分配タンクの一例の斜視図を示す。
【００９９】
共通インク室に連通する管において、隣接する管の端部同士がそれぞれのインク引き込みに問題のない距離を保持していれば、図８に示すような２列以上のインク流路を有する構成としてもよい。
【０１００】
図８に示す上流側分配タンク６０は、上流側インクタンク２４から、鉛直下端に設けられたインク供給流路６４にインクが分配供給される。
【０１０１】
インク供給流路６４から供給されたインクを収容する共通インク室６３の鉛直上方に複数の管５７ａ、５７ｂ、５９ａおよび５９ｂが溶接されている。管５７ａ、５７ｂは、共通インク室６３に連通する管５７ａ、５７ｂ端面のインク流入口５５ａの鉛直上方向に配置されている複数のインク排出流路５８ａに他端が接続しており、インク流入口５５ａとインク排出流路５８ａとの間に円柱状のインク流路５６ａを形成している。また、管５９ａ、５９ｂは、共通インク室６３に連通する管５９ａ、５９ｂ端面のインク流入口５５ｂの鉛直上方向に配置されている複数のインク排出流路５８ｂに他端が接続しており、インク流入口５５ｂとインク排出流路５８ｂとの間に円柱状のインク流路５６ｂを形成している。
【０１０２】
管５７ａ、５７ｂ端面のインク流入口５５ａ、および管５９ａ、５９ｂ端面のインク流入口５５ｂは、互いに鉛直方向高さが異なる位置に配置されている。インク排出流路５８ａおよびインク排出流路５８ｂは、互いに鉛直方向高さが異なる位置に配置されている。
【０１０３】
インク供給流路６４に分配されたインクは、共通インク室６３内から、一列目に配置された隣接するインク流入口５５ａの鉛直方向高さが異なるが、それぞれのインク流路５６ａの圧力損失が等しい交互に設置された管５７ａおよび５７ｂを通り、複数のインク排出流路５８ａから排出される。同様に、インク供給流路６４に分配されたインクは、共通インク室６３内から、二列目に配置された隣接するインク流入口５５ｂの鉛直方向高さが異なるが、それぞれのインク流路５６ｂの圧力損失の等しい交互に設置された管５９ａ、５９ｂを通り、複数のインク排出流路５８ｂから排出される。
【０１０４】
図８に示す構成では、共通インク室６３の上面を階段状にして、各管５７ａ、５７ｂ、５９ａ、５９ｂの端部を共通インク室６３に連通させる構成としたが、共通インク室の上面を平面状にして、各管の共通インク室６３に突出する部分の長さを異ならせて、管を複数列に配置するようにしてもよい。
【０１０５】
図９（ａ）に、平面状の共通インク室の上面に２列に管を設けた構成とした上流側分配タンクの、共通インク室と管の連通部分を斜め下方から見た斜視図を示す。また、図９（ｂ）に、この上流側分配タンクの、共通インク室と管の連通部分を下から見た底面図を示す。
【０１０６】
ここでは、各管を円筒形状とし、図９（ａ）および図９（ｂ）では、共通インク室の上面における各管の断面の中心位置を黒い点で示している。
【０１０７】
図９（ｂ）に示すように、各管の断面の中心位置が２列の矩形格子状の位置となり、端部のインク流入口７１が鉛直下方を向くように、各管が配置されている。
【０１０８】
図９（ａ）および図９（ｂ）に示す上流側分配タンクの管は、断面の中心が矩形格子の１つの矩形単位の各頂点に位置する４つの管について、インク流入口７１の鉛直方向高さが互いに異なるようにしている。すなわち、１つの矩形単位の４つの頂点の位置には、インク流入口７１の鉛直方向高さが互いに異なる管７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄが、配置されている。
【０１０９】
なお、図９（ｂ）に示すように、管７０ａとインク流入口７１同士が最も近い管は管７０ｂであり、管７０ｃおよび管７０ｄは、管７０ｂよりも遠い位置に配置されている。この場合の管７０ａおよび管７０ｂのインク流入口７１が、本発明の、上流側インク流路の入口におけるインクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの最も近い入口同士の一例にあたる。管７０ｃおよび管７０ｄのインク流入口７１間の距離は管７０ａおよび管７０ｂのインク流入口７１間の距離と同じなので、この場合、管７０ｃおよび管７０ｄのインク流入口７１も、本発明の、上流側インク流路の入口におけるインクの流れ方向に垂直な面へ投影したときの最も近い入口同士の一例にあたる。
【０１１０】
図１０（ａ）に、平面状の共通インク室の上面に２列に千鳥状に管を設けた構成とした上流側分配タンクの、共通インク室と管の連通部分を斜め下方から見た斜視図を示す。また、図１０（ｂ）に、この上流側分配タンクの、共通インク室と管の連通部分を下から見た底面図を示す。
【０１１１】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）においても、図９（ａ）および図９（ｂ）と同様に、各管を円筒形状とし、共通インク室の上面における各管の断面の中心位置を黒い点で示している。
【０１１２】
図１０（ｂ）に示すように、各管の断面の中心位置が２列の千鳥状の位置となり、端部のインク流入口７３が鉛直下方を向くように、各管が配置されている。
【０１１３】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示す上流側分配タンクの管は、断面の中心が２列の千鳥状格子の１つの三角形単位の各頂点に位置する３つの管について、インク流入口７３の鉛直方向高さが互いに異なるようにしている。すなわち、１つの千鳥格子の三角形単位の３つの頂点の位置には、インク流入口７３の鉛直方向高さが互いに異なる管７２ａ、７２ｂ、７２ｃが、配置されている。
【０１１４】
共通インク室に連通する管を２列に配置した場合でも、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０（ａ）および図１０（ｂ）などに示すように、隣接する管の圧力損失を等しくして隣接するインク流入口の位置をずらした構成とすることにより、圧力低下によるインクの引き込みを回避できる距離とすることができるため、任意のノズルヘッドのみが吐出を行った場合でも、クロストークを防止することができる。
【０１１５】
また、図９（ａ）、図９（ｂ）、図１０（ａ）および図１０（ｂ）では、共通インク室に連通する管を２列に配置する構成としたが、隣接する管の圧力損失を等しくして隣接するインク流入口の位置をずらした構成とすれば、共通インク室に連通する管を３列以上配置する構成としても同様の効果が得られる。
【０１１６】
なお、下流側分配タンクとして、上流側分配タンクと同一のものを用いる構成としてもよい。例えば、図２〜図４に示した構成のインクジェット式記録装置１２において、上流側分配タンク２５の上下を逆に配置して、下流側分配タンク２７として使用するようにしてもよい。上流側分配タンクと下流側分配タンクを同じ構成とすることにより、部品を共通化でき、コスト低減を図れる。
【０１１７】
また、本実施の形態１では、図２に示すようなインクジェット式記録装置１２の上流側分配タンク２５を、本発明の上流側タンクの一例として説明したが、上流側分配タンク２５がなく上流側インクタンク２４から供給チューブ２６によって各ノズルヘッド１０に直接接続されるような構成のインクジェット式記録装置において、その上流側インクタンク２４に本発明の上流側タンクの構成を適用してもよい。
【０１１８】
同様に、本実施の形態１では、図２に示すようなインクジェット式記録装置１２の下流側分配タンク２７を、本発明の下流側タンクの一例として説明したが、下流側分配タンク２７がなく各ノズルヘッド１０から供給チューブ２６によって下流側インクタンク２８に直接接続されるような構成のインクジェット式記録装置において、その下流側インクタンク２８に本発明の下流側タンクの構成を適用してもよい。
【０１１９】
また、インク流入口における流れ方向から見たときの距離が近いほど互いの圧力変化の影響を受け易く、距離が遠い管同士では互いの影響は小さくなる。本実施の形態１では、共通インク室に連通する複数の管について、隣接する管同士の鉛直方向高さが全て異なる例について説明したが、少なくともインク流入口における流れ方向から見たときの距離が最も近い管同士の鉛直方向高さを異ならせることにより、他の管の鉛直方向高さが同じであっても、本発明の効果が得られる。
【０１２０】
また、インク流入口に連通する複数の管について、隣接する管同士の鉛直方向高さを異ならせるために、図８や図９に示す構成では４種類の鉛直方向高さの管を配置する構成とし、図１０では３種類の鉛直方向高さの管を配置する構成としたが、互いの管からの影響を受けないインク流入口同士間の距離にできれば、すべての管の鉛直方向高さが異なる構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明に係るインクジェット式記録装置は、インク流路間のクロストークを防止して、ノズルヘッドから安定してインクを吐出できる効果を有し、有機ＥＬディスプレイパネルの製造における有機発光材料を塗布形成するためのインクジェット式記録装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１２２】
１  印刷対象物
２  ヘッドユニット
３  テーブル
４  脚部
５  支持部
６  ガントリー
７  支持台
８  分配タンク
９  ラインヘッド
１０  ノズルヘッド
１１  ステージ
１２  インクジェット式記録装置
２１  インク供給部
２２  メインタンク
２３  圧力制御部
２４  上流側インクタンク
２５  上流側分配タンク
２６  供給チューブ
２７  下流側分配タンク
２８  下流側インクタンク
３１  共通インク室
３２  インク供給流路
３３、３３ａ、３３ｂ  管
３５  インク排出流路
３６  インク流路
３７  インク流出口
４１  共通インク室
４２  インク供給流路
４３、４３ａ、４３ｂ  管
４４  インク流入口
４５  インク排出流路
４６  インク流路
５０  上流側分配タンク
５１  インク流入口
５２  矩形インク流路
５３ａ、５３ｂ  矩形管
５４  インク排出流路
５５ａ、５５ｂ  インク流入口
５６ａ、５６ｂ  インク流路
５７ａ、５７ｂ、５９ａ、５９ｂ  管
５８ａ、５８ｂ  インク排出流路
６１  共通インク室
６２  インク供給流路
６３  共通インク室
６４  インク供給流路
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ  管
７１  インク流入口
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ  管
７３  インク流入口
【図１】
2013141765.tif 000005
【図２】
2013141765.tif 000006
【図３】
2013141765.tif 000007
【図４】
2013141765.tif 000008
【図７】
2013141765.tif 000009
【図８】
2013141765.tif 000010
【図９】
2013141765.tif 000011
【図１０】
2013141765.tif 000012
【図１１】
2013141765.tif 000013
【図１２】
2013141765.tif 000014
【図５】
2013141765.tif 000015
【図６】
2013141765.tif 000016