(57)【要約】【課題】インクタンク内にてインクを脱気しつつインクを適切に循環させる。【解決手段】印刷装置１は、複数の吐出口を有するヘッド３２、ヘッド３２に接続される第１インクタンク３４およびインクを貯溜する第２インクタンク５１を備え、第２インクタンク５１は供給ライン５２を介して第１インクタンク３４に接続され、回収ライン５３を介してヘッド３２に接続される。供給ライン５２には第２インクタンク５１内のインクを第１インクタンク３４に供給するポンプ５４が設けられる。第２インクタンク５１に接続される主減圧機構５５により第２インクタンク５１内が負圧とされ、第１インクタンク３４からヘッド３２を経由して第２インクタンク５１に至る流路を介して第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へとインクが戻される。これにより、第２インクタンク５１内にてインクを脱気しつつインクを適切に循環させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット方式の印刷装置であって、
所定の配列方向に配列された複数の吐出口から、前記配列方向に交差する方向に前記複数の吐出口に対して相対的に移動する印刷媒体に向けてインクの微小液滴を吐出するヘッドと、
前記ヘッドの近傍にてインクを貯溜して前記ヘッドに接続される第１インクタンクと、
インクを貯溜し、供給ラインを介して前記第１インクタンクに接続されるとともに、回収ラインを介して前記ヘッドに接続される第２インクタンクと、
前記供給ラインに設けられ、前記第２インクタンク内のインクを前記第１インクタンクに供給するポンプと、
前記第２インクタンク内を減圧することにより、前記第１インクタンクから前記ヘッドを経由して前記第２インクタンクに至る流路をインクにて満たした状態で前記流路を介して前記第１インクタンクから前記第２インクタンクへとインクを戻す減圧機構と、
を備えることを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷装置であって、
前記第２インクタンク内のインクの液面の面積が、前記第１インクタンク内のインクの液面の面積よりも大きいことを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の印刷装置であって、
前記第１インクタンク内を減圧するもう１つの減圧機構をさらに備え、
前記もう１つの減圧機構により前記第１インクタンク内が減圧された状態において前記複数の吐出口内にインクのメニスカスが形成されることを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記ヘッドと同様のもう１つのヘッドをさらに備え、
前記ヘッドおよび前記もう１つのヘッドが並列して前記第１インクタンクに接続され、前記ヘッドおよび前記もう１つのヘッドが並列して前記回収ラインに接続されることを特徴とする印刷装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記減圧機構により前記第２インクタンク内がほぼ一定の圧力に保たれることを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記回収ラインに設けられ、インクの流量を制限する流量制限部と、
前記回収ラインにおいて前記流量制限部と前記第２インクタンクとの間に設けられるバルブと、
前記回収ラインの最も上方に位置する最上部が、前記第１インクタンク内のインクの液面よりも上方、かつ、前記回収ラインにおける前記ヘッドと前記バルブとの間に位置し、前記最上部または前記最上部の近傍に一端が接続される補助流路と、
能動化される際に前記補助流路内を減圧するとともに、非能動化される際に前記補助流路を閉塞する導入補助手段と、
をさらに備え、
前記第１インクタンクが前記ヘッドの上方に配置され、
前記第１インクタンクから前記ヘッドを経由して前記第２インクタンクに至る前記流路をインクにて満たす際に、前記第１インクタンクにてインクを貯溜するとともに前記バルブを閉じた状態にて前記導入補助手段を能動化し、前記複数の吐出口から空気を流入させることなく前記補助流路内までインクを導くことにより、前記流路において前記第１インクタンクから前記バルブに至る部分がインクにて満たされ、その後、前記導入補助手段を非能動化して前記補助流路をインクが存在する位置にて閉塞するとともに前記バルブを開放して前記減圧機構を駆動することにより、前記流路の全体がインクにて満たされることを特徴とする印刷装置。
【請求項７】
請求項６に記載の印刷装置であって、
前記補助流路の他端が前記減圧機構に接続され、
前記導入補助手段が、前記減圧機構を含むことを特徴とする印刷装置。
【請求項８】
請求項５に記載の印刷装置であって、
前記回収ラインに設けられ、インクの流量を制限する流量制限部をさらに備え、
脱気動作時に前記減圧機構が前記第２インクタンク内の圧力を通常動作時よりも低くするとともに、前記流量制限部が内部の流路である開口をさらに絞ることを特徴とする印刷装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記第１インクタンクを密閉する密閉手段をさらに備え、
前記複数の吐出口から強制的にインクを排出させる際に、前記密閉手段により前記第１インクタンクが密閉されるとともに、前記ポンプを駆動することにより前記第１インクタンクにインクが供給され、前記第１インクタンクにおけるインクの量が通常動作時よりも増大されることを特徴とする印刷装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記インクが光硬化性を有することを特徴とする印刷装置。
【請求項１１】
インクジェット方式の印刷装置にて用いられるインク循環方法であって、
前記印刷装置が、
所定の配列方向に配列された複数の吐出口から、前記配列方向に交差する方向に前記複数の吐出口に対して相対的に移動する印刷媒体に向けてインクの微小液滴を吐出するヘッドと、
前記ヘッドの近傍にてインクを貯溜して前記ヘッドに接続される第１インクタンクと、
インクを貯溜し、供給ラインを介して前記第１インクタンクに接続されるとともに、回収ラインを介して前記ヘッドに接続される第２インクタンクと、
前記供給ラインに設けられるポンプと、
を備え、
前記インク循環方法が、
ａ）前記ポンプを駆動することにより、前記第２インクタンク内のインクを前記第１インクタンクに供給する工程と、
ｂ）前記第２インクタンク内を減圧することにより、前記第１インクタンクから前記ヘッドを経由して前記第２インクタンクに至る流路をインクにて満たした状態で前記流路を介して前記第１インクタンクから前記第２インクタンクへとインクを戻す工程と、
を備えることを特徴とするインク循環方法。
【請求項１２】
インクジェット方式の印刷装置にて用いられるインク初期導入方法であって、
前記印刷装置が、
所定の配列方向に配列された複数の吐出口から、前記配列方向に交差する方向に前記複数の吐出口に対して相対的に移動する印刷媒体に向けてインクの微小液滴を吐出するヘッドと、
前記ヘッドの上方近傍にてインクを貯溜して前記ヘッドに接続される第１インクタンクと、
インクを貯溜し、供給ラインを介して前記第１インクタンクに接続されるとともに、回収ラインを介して前記ヘッドに接続される第２インクタンクと、
前記供給ラインに設けられ、前記第２インクタンク内のインクを前記第１インクタンクに供給するポンプと、
前記第２インクタンク内を減圧することにより、前記第１インクタンクから前記ヘッドを経由して前記第２インクタンクに至る流路をインクにて満たした状態で前記流路を介して前記第１インクタンクから前記第２インクタンクへとインクを戻す減圧機構と、
前記回収ラインに設けられ、インクの流量を制限する流量制限部と、
前記回収ラインにおいて前記流量制限部と前記第２インクタンクとの間に設けられるバルブと、
前記回収ラインの最も上方に位置する最上部が、前記第１インクタンク内のインクの液面よりも上方、かつ、前記回収ラインにおける前記ヘッドと前記バルブとの間に位置し、前記最上部または前記最上部の近傍に一端が接続される補助流路と、
を備え、
前記インク初期導入方法が、
ａ）前記第１インクタンクにてインクを貯溜するとともに前記バルブを閉じた状態にて前記補助流路内を減圧し、前記複数の吐出口から空気を流入させることなく前記補助流路内までインクを導くことにより、前記流路において前記第１インクタンクから前記バルブに至る部分をインクにて満たす工程と、
ｂ）前記補助流路をインクが存在する位置にて閉塞するとともに前記バルブを開放して前記減圧機構を駆動することにより、前記流路の全体をインクにて満たす工程と、
を備えることを特徴とするインク初期導入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式の印刷装置、並びに、当該印刷装置にて用いられるインク循環方法およびインク初期導入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクの微小な液滴を吐出する複数の吐出口が配列されたヘッドを印刷媒体に沿って走査することにより、印刷媒体に印刷を行うインクジェット方式の印刷装置が用いられている。また、インクを貯溜するインクタンクとヘッドとの間にてインクを循環させつつ印刷を行う印刷装置も知られており、例えば特許文献１の装置では、インクタンクからインクジェットヘッドにポンプにてインクを圧送しつつ、別のインク排出流路を介してインクジェットヘッドからインクタンクにインクを戻してインクの循環が行われる。特許文献２の装置では、プリントヘッドの下方に位置するとともに大気に開放される下方容器から、プリントヘッドの上方に位置するとともに大気に開放される上方容器にポンプにてインクを供給し、上方容器からプリントヘッドを介して下方容器へとインクを戻すことによりインクの循環が行われる。
【０００３】
インクの循環が行われる印刷装置では、仮にヘッド内にてインク中に気泡が発生した場合でも（例えば、ピエゾ駆動方式のヘッドでは、ピエゾの高速駆動による振動によりインク中に気泡が発生する場合がある。）、気泡をインクと共にインクタンクへと戻すことが可能となり、気泡がヘッドの吐出口まで移動して吐出口からインクが一時的に吐出されない状態が生じる（いわゆる、ノズル欠けが生じる）ことが抑制される。また、白色のインクを用いる場合によく見られる顔料の沈降等もインクの循環により改善することが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−２８９９５５号公報
【特許文献２】特表２００２−５３３２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１の装置のように、ポンプによりインクタンクからヘッドにインクを圧送する場合には、ポンプの脈動等の影響によりヘッド内を移動するインクの流量が大きく変動してしまい、吐出口におけるインクの圧力が変動して吐出口に対する印刷媒体上のインクの着弾位置（すなわち、インクの微小液滴の吐出時の吐出口の位置に対する印刷媒体上の微小液滴の相対的な着弾位置）等がばらついてしまう。また、特許文献２の装置では、インクタンクが大気開放されることにより、インクにおける空気の溶解量が多くなる。これにより、インク中に気泡が発生しやすくなり、インク循環方式であってもインクの吐出に不具合が生じる可能性が高くなる。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、インクを脱気しつつインクを適切に循環させることが可能な新規な手法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、インクジェット方式の印刷装置であって、所定の配列方向に配列された複数の吐出口から、前記配列方向に交差する方向に前記複数の吐出口に対して相対的に移動する印刷媒体に向けてインクの微小液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドの近傍にてインクを貯溜して前記ヘッドに接続される第１インクタンクと、インクを貯溜し、供給ラインを介して前記第１インクタンクに接続されるとともに、回収ラインを介して前記ヘッドに接続される第２インクタンクと、前記供給ラインに設けられ、前記第２インクタンク内のインクを前記第１インクタンクに供給するポンプと、前記第２インクタンク内を減圧することにより、前記第１インクタンクから前記ヘッドを経由して前記第２インクタンクに至る流路をインクにて満たした状態で前記流路を介して前記第１インクタンクから前記第２インクタンクへとインクを戻す減圧機構とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の印刷装置であって、前記第２インクタンク内のインクの液面の面積が、前記第１インクタンク内のインクの液面の面積よりも大きい。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の印刷装置であって、前記第１インクタンク内を減圧するもう１つの減圧機構をさらに備え、前記もう１つの減圧機構により前記第１インクタンク内が減圧された状態において前記複数の吐出口内にインクのメニスカスが形成される。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷装置であって、前記ヘッドと同様のもう１つのヘッドをさらに備え、前記ヘッドおよび前記もう１つのヘッドが並列して前記第１インクタンクに接続され、前記ヘッドおよび前記もう１つのヘッドが並列して前記回収ラインに接続される。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の印刷装置であって、前記減圧機構により前記第２インクタンク内がほぼ一定の圧力に保たれる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の印刷装置であって、前記回収ラインに設けられ、インクの流量を制限する流量制限部と、前記回収ラインにおいて前記流量制限部と前記第２インクタンクとの間に設けられるバルブと、前記回収ラインの最も上方に位置する最上部が、前記第１インクタンク内のインクの液面よりも上方、かつ、前記回収ラインにおける前記ヘッドと前記バルブとの間に位置し、前記最上部または前記最上部の近傍に一端が接続される補助流路と、能動化される際に前記補助流路内を減圧するとともに、非能動化される際に前記補助流路を閉塞する導入補助手段とをさらに備え、前記第１インクタンクが前記ヘッドの上方に配置され、前記第１インクタンクから前記ヘッドを経由して前記第２インクタンクに至る前記流路をインクにて満たす際に、前記第１インクタンクにてインクを貯溜するとともに前記バルブを閉じた状態にて前記導入補助手段を能動化し、前記複数の吐出口から空気を流入させることなく前記補助流路内までインクを導くことにより、前記流路において前記第１インクタンクから前記バルブに至る部分がインクにて満たされ、その後、前記導入補助手段を非能動化して前記補助流路をインクが存在する位置にて閉塞するとともに前記バルブを開放して前記減圧機構を駆動することにより、前記流路の全体がインクにて満たされる。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の印刷装置であって、前記補助流路の他端が前記減圧機構に接続され、前記導入補助手段が、前記減圧機構を含む。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の印刷装置であって、前記回収ラインに設けられ、インクの流量を制限する流量制限部をさらに備え、脱気動作時に前記減圧機構が前記第２インクタンク内の圧力を通常動作時よりも低くするとともに、前記流量制限部が内部の流路である開口をさらに絞る。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の印刷装置であって、前記第１インクタンクを密閉する密閉手段をさらに備え、前記複数の吐出口から強制的にインクを排出させる際に、前記密閉手段により前記第１インクタンクが密閉されるとともに、前記ポンプを駆動することにより前記第１インクタンクにインクが供給され、前記第１インクタンクにおけるインクの量が通常動作時よりも増大される。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の印刷装置であって、前記インクが光硬化性を有する。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、インクジェット方式の印刷装置にて用いられるインク循環方法であって、前記印刷装置が、所定の配列方向に配列された複数の吐出口から、前記配列方向に交差する方向に前記複数の吐出口に対して相対的に移動する印刷媒体に向けてインクの微小液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドの近傍にてインクを貯溜して前記ヘッドに接続される第１インクタンクと、インクを貯溜し、供給ラインを介して前記第１インクタンクに接続されるとともに、回収ラインを介して前記ヘッドに接続される第２インクタンクと、前記供給ラインに設けられるポンプとを備え、前記インク循環方法が、ａ）前記ポンプを駆動することにより、前記第２インクタンク内のインクを前記第１インクタンクに供給する工程と、ｂ）前記第２インクタンク内を減圧することにより、前記第１インクタンクから前記ヘッドを経由して前記第２インクタンクに至る流路をインクにて満たした状態で前記流路を介して前記第１インクタンクから前記第２インクタンクへとインクを戻す工程とを備える。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、インクジェット方式の印刷装置にて用いられるインク初期導入方法であって、前記印刷装置が、所定の配列方向に配列された複数の吐出口から、前記配列方向に交差する方向に前記複数の吐出口に対して相対的に移動する印刷媒体に向けてインクの微小液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドの上方近傍にてインクを貯溜して前記ヘッドに接続される第１インクタンクと、インクを貯溜し、供給ラインを介して前記第１インクタンクに接続されるとともに、回収ラインを介して前記ヘッドに接続される第２インクタンクと、前記供給ラインに設けられ、前記第２インクタンク内のインクを前記第１インクタンクに供給するポンプと、前記第２インクタンク内を減圧することにより、前記第１インクタンクから前記ヘッドを経由して前記第２インクタンクに至る流路をインクにて満たした状態で前記流路を介して前記第１インクタンクから前記第２インクタンクへとインクを戻す減圧機構と、前記回収ラインに設けられ、インクの流量を制限する流量制限部と、前記回収ラインにおいて前記流量制限部と前記第２インクタンクとの間に設けられるバルブと、前記回収ラインの最も上方に位置する最上部が、前記第１インクタンク内のインクの液面よりも上方、かつ、前記回収ラインにおける前記ヘッドと前記バルブとの間に位置し、前記最上部または前記最上部の近傍に一端が接続される補助流路とを備え、前記インク初期導入方法が、ａ）前記第１インクタンクにてインクを貯溜するとともに前記バルブを閉じた状態にて前記補助流路内を減圧し、前記複数の吐出口から空気を流入させることなく前記補助流路内までインクを導くことにより、前記流路において前記第１インクタンクから前記バルブに至る部分をインクにて満たす工程と、ｂ）前記補助流路をインクが存在する位置にて閉塞するとともに前記バルブを開放して前記減圧機構を駆動することにより、前記流路の全体をインクにて満たす工程とを備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第２インクタンク内の負圧を利用して、第２インクタンク内にてインクを脱気しつつインクを適切に循環させることができる。
【００１９】
また、請求項３の発明では、吐出口におけるインクの圧力を負圧にして吐出口からのインクの漏れを防止することができ、請求項４の発明では、複数のヘッドにおいて同じ条件にてインクを吐出させることができ、請求項５の発明では、第２インクタンク内の圧力、および、ヘッド内を流れるインクの流量を一定にすることにより、ヘッドの吐出口におけるインクの圧力を一定にして、吐出口に対するインクの着弾位置等のばらつきを抑制することができる。
【００２０】
また、請求項６、７および１２の発明では、インクの循環開始時に、第１インクタンクからヘッドを経由して第２インクタンクに至る流路内においてバルブよりも第１インクタンク側に気体が残留することが防止されることにより、吐出口からヘッド内に空気が吸い込まれてインクの吐出に不具合が生じることを防止することができ、請求項７の発明では、印刷装置の構成を簡素化することができる。
【００２１】
また、請求項８の発明では、脱気動作時に第２インクタンク内のインクを効率よく脱気しつつ、第１インクタンクから第２インクタンクへのインクの流量を一定にすることができ、請求項９の発明では、吐出口からの強制的なインクの排出を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
まず、本発明の一の実施の形態に係る印刷装置におけるインク循環の基本原理について説明する。図１は印刷装置１の一部の構成を示す図であり、ヘッドユニット３３およびインク循環機構５の基本構成を示している。なお、実際の印刷装置１におけるインク循環機構５には、複数のヘッドユニット３３が接続されている。
【００２３】
図１に示すように、ヘッドユニット３３は、それぞれが複数の吐出口を下面に有する複数のヘッド３２、複数のヘッド３２の上方近傍にて紫外線硬化性を有するインクを貯溜する第１インクタンク３４、第１インクタンク３４から複数のヘッド３２へとインクをそれぞれ導入する複数のインク導入管３５１、複数のヘッド３２の上方にて第１インクタンク３４と２段構造にて設けられ、複数のヘッド３２からのインクが流入する内部空間を形成するマニホールド本体３６、並びに、複数のヘッド３２とマニホールド本体３６とをそれぞれ接続する複数のインク導出管３５２を備える。
【００２４】
インク循環機構５は、インクを貯溜する第２インクタンク５１を備え、第２インクタンク５１は供給ライン５２を介して第１インクタンク３４に接続されるとともに、回収ライン５３、並びに、ヘッドユニット３３のマニホールド本体３６および複数のインク導出管３５２を介して複数のヘッド３２に接続される。供給ライン５２にはポンプ５４およびフィルタ５２１が設けられ、フィルタ５２１にてインク内の不要物を除去しつつポンプ５４により第２インクタンク５１内のインクが第１インクタンク３４に供給され、第１インクタンク３４にてインクが貯溜される。第２インクタンク５１の内部空間の水平な面における断面積は鉛直方向にほぼ一定となっており（第１インクタンク３４において同様）、当該断面積は第１インクタンク３４よりも大きくされる。なお、メンテナンス時等においてヘッドユニット３３が図１中の左側（第２インクタンク５１とは反対側）に平行移動可能なように、長い供給ライン５２および回収ライン５３が用いられている。
【００２５】
また、第２インクタンク５１にはポンプ、圧力調整バルブ、圧力計等を有する主減圧機構５５が接続されており、主減圧機構５５により第２インクタンク５１内（の気体）が大気圧より数百ミリバール（ｍｂａｒ）（例えば、５００ｍｂａｒ（すなわち、５×１０４パスカル（Ｐａ）））だけ低い圧力（以下、「通常循環圧力」という。）とされることにより、第１インクタンク３４から複数のインク導入管３５１、複数のヘッド３２、複数のインク導出管３５２、マニホールド本体３６および回収ライン５３を経由して第２インクタンク５１に至る流路（以下、「回収流路」という。）をインクにて満たした状態で、回収流路を介して第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へとインクが戻される。
【００２６】
回収ライン５３には流量制限部である流量調整バルブ５３１が設けられており、流量調整バルブ５３１の内部の流路である開口（以下、「流路開口」という。）の面積に応じて、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの流量が制限される。本実施の形態における通常動作では、流量調整バルブ５３１の流路開口の面積は変更されないため、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの流量は第２インクタンク５１内の圧力（正確には、第１インクタンク３４と第２インクタンク５１との圧力差）に主に依存することになる。インク循環機構５では、主減圧機構５５により第２インクタンク５１内の圧力がほぼ一定に制御されるため、ヘッド３２におけるインクの流量が時間的にほぼ一定となる。なお、印刷装置１の設計によっては、流量調整バルブ５３１と同じ圧力損失を生じさせる細い管が、流量調整バルブ５３１に代えて流量制限部として設けられてもよい。
【００２７】
実際には、インクの流量は、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置にも依存するが、本実施の形態にて用いられるインクの比重はほぼ１とされるとともに、印刷装置１ではインクの液面の位置の変動が±数ミリメートル（ｍｍ）の範囲内に調整されることにより、インクの液面の位置の変動は±１ｍｂａｒ未満の圧力変動に相当するのみとなる。したがって、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置の変動がインクの流量に及ぼす影響は、第２インクタンク５１内の圧力変動に比べて極僅かであり、無視できる程度となる。
【００２８】
印刷装置１では、第１インクタンク３４に並列して接続されるとともに、マニホールド本体３６を介して回収ライン５３に並列して接続される複数のヘッド３２において、インク導入管３５１からヘッド３２を通ってインク導出管３５２に至る流路の抵抗（または圧力損失）が互いに等しくなっており、複数のヘッド３２にてインクの流量は等しくなる。これにより、複数のヘッド３２では同じ条件にてインクが吐出可能となる。
【００２９】
第１インクタンク３４および第２インクタンク５１のそれぞれには、インクの液面の位置（すなわち、インクレベル）を検出するインクレベルセンサ３４１，５１１が設けられる。第１インクタンク３４および第２インクタンク５１のそれぞれでは、所定の設定液面レベル（図１中にて符号Ｌ１，Ｌ２を付す破線にて示す。）を中央として上限である補充停止レベル、および、下限である補充開始レベルが設定されている。後述するように、第１インクタンク３４では、インクの液面の位置が補充開始レベル以下となると、ポンプ５４により第２インクタンク５１からインクが補充（供給）され、第２インクタンク５１では、インクの液面の位置が補充開始レベル以下となると、後述する図４中のメインインクタンク５６からインクが補充される。
【００３０】
また、第２インクタンク５１にはヒータ５１２および温度センサ（図示省略）が設けられ、インクを所定の温度（例えば４５℃）に加熱してインクの粘度が常温よりも低くされる。実際には、ヘッド３２にはドライバ回路が設けられており、温度が調整されたインクがヘッド３２を通過することにより、ドライバ回路の冷却も行われる。これにより、印刷装置１では、別途冷却機構を設ける場合に比べて、印刷装置の製造コストが削減される。
【００３１】
第１インクタンク３４にはポンプ、圧力調整バルブ、圧力計等を有する補助減圧機構３７が接続されており、補助減圧機構３７により第１インクタンク３４内（の気体）が大気圧より数ｍｂａｒだけ低い圧力（以下、「通常補助圧力」という。）とされる（すなわち、第１インクタンク３４内が僅かに負圧にされる）。例えば、ヘッド３２の各吐出口におけるインクの圧力を大気圧よりもαｍｂａｒだけ低くして、吐出口内にインクのメニスカスを形成する場合に、第１インクタンク３４におけるインクの設定液面レベルＬ１と吐出口との鉛直方向の高さの差（図１中にて符号Ｄ１を付す矢印にて示す。）がβセンチメートル（ｃｍ）であるときには、印刷装置１にて用いられるインクの比重がほぼ１であるため、第１インクタンク３４内の圧力が大気圧より（β＋α）ｍｂａｒだけ低くなるように、第１インクタンク３４内が補助減圧機構３７により減圧される。
【００３２】
印刷装置１では、このように第１インクタンク３４内が減圧された状態において、各ヘッド３２の複数の吐出口におけるインクの圧力が負圧になり、吐出口内にインクのメニスカスが形成されて吐出口からのインクの漏れが防止される。第１インクタンク３４とヘッド３２との間の流路であるインク導入管３５１における圧力損失（または流路抵抗）は、ヘッド３２と第２インクタンク５１との間の流路における圧力損失に比べて僅かであるため、第２インクタンク５１内の負圧は吐出口におけるインクの圧力に対してほとんど影響を与えない。
【００３３】
なお、上記のように第１インクタンク３４内の圧力を大気圧より（β＋α）ｍｂａｒだけ低くする場合に、第１インクタンク３４におけるインクの設定液面レベルＬ１と第２インクタンク５１におけるインクの設定液面レベルＬ２との高さの差（図１中にて符号Ｄ２を付す矢印にて示す水頭差）を（β＋α）ｃｍとすることにより、仮に、主減圧機構５５の異常により第２インクタンク５１内が大気圧になったとしても、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの移動を防止（または抑制）することが可能となる。もちろん、供給ライン５２および回収ライン５３のそれぞれにおいて異常時に流路を遮断する緊急遮断弁を設ける場合には、上記のような水頭差を設ける設計は必要とはならない。
【００３４】
次に、図１の印刷装置１の全体構成について説明する。図２は印刷装置１の外観を示す斜視図である。印刷装置１は、例えばフィルム等の撥液性を有するシート状の基材９上にインクジェット方式にてカラー印刷を行うものである。なお、図２ではインク循環機構５の図示を省略している。
【００３５】
図２の印刷装置１は本体１１および制御部４を備え、本体１１はシート状の基材９を図２中のＹ方向（以下、「走査方向」ともいう。）に移動する搬送部２７、および、搬送部２７による移動途上の基材９に向けてインクの微小液滴を吐出する吐出部３を備える。搬送部２７では、それぞれが図２中のＸ方向に長い複数のローラ２７１がＹ方向に配列されており、複数のローラ２７１の（＋Ｙ）側にはロール状の基材９（供給ロール）を保持する供給部２７２が設けられ、複数のローラ２７１の（−Ｙ）側にはロール状の基材９（巻取ロール）を保持する巻取部２７３が設けられる。以下の説明では、単に基材９という場合は搬送途上の部位（すなわち、複数のローラ２７１上の基材９の部位）を指すものとする。
【００３６】
搬送部２７の１つのローラ２７１ａには基材９の走査方向の移動速度を検出するエンコーダ２９が設けられ、制御部４がエンコーダ２９の出力に基づいて巻取部２７３のモータの回転を制御することにより、基材９が（−Ｙ）方向に一定速度にて移動する。実際には、供給部２７２が有するモータにて基材９に対して移動方向とは逆向き（すなわち、（＋Ｙ）方向）の負荷（テンション）を付与することにより、複数のローラ２７１上の基材９が波打つことなく滑らかに移動する。
【００３７】
複数のローラ２７１の上方（図２中の（＋Ｚ）側）には吐出部３が配置され、吐出部３は複数のローラ２７１を跨ぐようにして基台２０に設けられるフレーム２５に固定される。フレーム２５上には紫外線を出射する光源３９が設けられ、複数の光ファイバ（実際には、複数の光ファイバは束状となっており、図２では符号３９１を付して１本の太線にて示している。）を介して光源３９からの光が吐出部３の内部へと導入される。
【００３８】
図３は吐出部３を示す底面図である。図３に示すように、吐出部３はそれぞれが互いに異なる色のインクを吐出する複数の（図３では、４個の）ヘッド群３１を備え、複数のヘッド群３１はＹ方向に配列されて吐出部３の本体３０に固定される。図３中の最も（＋Ｙ）側のヘッド群３１はＫ（ブラック）の色のインクを吐出し、Ｋのヘッド群３１の（−Ｙ）側のヘッド群３１はＣ（シアン）の色のインクを吐出し、Ｃのヘッド群３１の（−Ｙ）側のヘッド群３１はＭ（マゼンタ）の色のインクを吐出し、最も（−Ｙ）側のヘッド群３１はＹ（イエロー）の色のインクを吐出する。各色のインクは紫外線硬化剤を含んでおり、紫外線硬化性を有している。なお、吐出部３に、ライトシアン、ライトマゼンタ、ホワイト等の他の色用のヘッド群がさらに設けられてもよい。
【００３９】
各ヘッド群３１では、複数のヘッド３２が図３中のＸ方向（Ｙ方向およびＺ方向に垂直な方向であり、以下、「幅方向」という。）に千鳥状に配列されており、各ヘッド３２には複数の吐出口（一部のヘッド３２においてのみ符号３２１を付す点にて示す。）が幅方向に配列形成される。これにより、ヘッド群３１の全体では、配列方向である幅方向に多数の吐出口３２１が一定のピッチにて配列され、基材９上において走査方向の各位置にて、幅方向に一列に並ぶ複数のドットの形成が可能とされる。実際には、各ヘッド群３１の複数の吐出口３２１は幅方向に関して基材９上の印刷領域の全体に亘って（ここでは、基材９の幅方向の幅のほぼ全体に亘って）設けられており、基材９が吐出部３の下方を一回通過するのみで基材９への画像の印刷が完了する（いわゆる、ワンパス印刷）。
【００４０】
また、図３の吐出部３には、光源３９に接続される光照射部３８が複数のヘッド群３１の（−Ｙ）側に設けられる。光照射部３８では、複数の光ファイバがＸ方向に沿って配列されており、基材９上においてＸ方向に伸びる線状の領域に光照射部３８により紫外線が照射される。
【００４１】
印刷装置１では、各色において、幅方向に一列に並ぶ複数のヘッド３２が１つのヘッドユニット３３とされ、複数のヘッドユニット３３（図３では、２つのヘッドユニット３３）が走査方向に並べられることによりヘッド群３１のヘッド３２の配列が構成されている。複数のヘッドユニット３３は１つのインク循環機構５に並列に接続されており（後述の図４参照）、インク循環機構５によりインクが各ヘッドユニット３３の複数のヘッド３２に供給されるとともに、ヘッドユニット３３からインクが回収される。以下の説明では、複数の色のうちの一の色のヘッドユニット３３およびインク循環機構５に着目するが、他の色のものも同様の構成となっている。
【００４２】
図４は、印刷装置１におけるヘッドユニット３３およびインク循環機構５の構成を示す図である。既述のように、印刷装置１では各色において複数のヘッドユニット３３（図４では２つのヘッドユニット３３であり、一方のヘッドユニット３３を矩形にて簡略化して示している。）が設けられる。
【００４３】
図４を簡略化した図１を参照して説明したように、インク循環機構５は、インクを貯溜するとともに、供給ライン５２および回収ライン５３が接続される第２インクタンク５１を有する。供給ライン５２の第２インクタンク５１とは反対側は、複数のヘッドユニット３３の第１インクタンク３４にそれぞれ接続される複数の分岐供給ライン５２０に分岐しており、各分岐供給ライン５２０にはバルブ５２３が設けられる。供給ライン５２の分岐点とポンプ５４との間には、フィルタ５２１および脱泡機５２２が設けられる。
【００４４】
また、回収ライン５３の第２インクタンク５１とは反対側も複数の分岐回収ライン５３０に分岐しており、複数の分岐回収ライン５３０は複数のヘッドユニット３３のマニホールド本体３６にそれぞれ接続されるとともに、各分岐回収ライン５３０には流量調整バルブ５３１、および、インクの流量を測定する流量測定部５３２が設けられる。本実施の形態では、印刷装置１を実際に使用する前に、流量測定部５３２の測定値に基づいて流量調整バルブ５３１を調整することにより、複数の分岐回収ライン５３０におけるインクの流量が等しくされている。回収ライン５３において第２インクタンク５１近傍にはバルブ（以下、「回収ラインバルブ」という。）５３３が取り付けられる。
【００４５】
また、第２インクタンク５１と主減圧機構５５との間の減圧管５５１には、後述するインクの初期導入時に用いられる補助流路５５２の一端が接続される。補助流路５５２の他端側は複数の分岐補助流路５５３に分岐しており、複数の分岐補助流路５５３は複数の分岐回収ライン５３０にそれぞれ接続される。詳細には、各分岐回収ライン５３０では、最も上方に位置する最上部が第１インクタンク３４内のインクの液面よりも上方に位置しており、分岐補助流路５５３は当該最上部またはその近傍に接続される。また、各分岐補助流路５５３にはバルブ５５４が設けられる。
【００４６】
第２インクタンク５１には、バルブ５６１を介してメインインクタンク５６がさらに接続され、必要に応じてメインインクタンク５６から第２インクタンク５１内にインクが補充される。
【００４７】
補助減圧機構３７には減圧管３７１の一端が接続されており、減圧管３７１の他端側は分岐して複数のヘッドユニット３３の第１インクタンク３４に接続される。減圧管３７１において補助減圧機構３７と分岐点との間には第１切換バルブ３７２が取り付けられており、第１インクタンク３４が補助減圧機構３７に接続する流路と他の流路とのいずれかに接続可能とされる。また、当該他の流路には第２切換バルブ３７３が設けられ、フィルタ３７４を介して大気開放される流路と、レギュレータ３７５を介して圧縮空気源３７６に接続される流路とが切換可能とされる。
【００４８】
このように、第１インクタンク３４は、第１および第２切換バルブ３７２，３７３により、補助減圧機構３７に接続されて内部が減圧される状態、フィルタ３７４に接続されて内部が大気圧とされる状態、および、圧縮空気源３７６に接続されて内部が加圧される状態のいずれかとされる。なお、圧縮空気源３７６はポンプおよびフィルタを有し、圧縮空気源３７６からの圧縮空気はレギュレータ３７５にてヘッド３２の吐出口を損傷させない圧力に調整される。
【００４９】
次に、印刷装置１において第１インクタンク３４、第２インクタンク５１およびヘッド３２にインクを初めて導入する手法について説明する。図５はインクを印刷装置１に初期導入する際の動作の流れを示す図である。
【００５０】
印刷装置１では、まず、第１および第２切換バルブ３７２，３７３により第１インクタンク３４内が大気圧とされ（ステップＳ１１）、続いて、第１インクタンク３４にインクを充填する動作が行われる（ステップＳ１２）。
【００５１】
図６．Ａおよび図６．Ｂは第１インクタンク３４のインク充填動作の流れを示す図であり、図５のステップＳ１２にて行われる動作を示している。インク充填動作では、まず、回収ライン５３において流量調整バルブ５３１と第２インクタンク５１との間に設けられる回収ラインバルブ５３３が閉じられ（ステップＳ１２１）、続いて、主減圧機構５５により第２インクタンク５１内が所定の圧力（例えば通常循環圧力）まで減圧されるとともに、メインインクタンク５６と第２インクタンク５１との間のバルブ５６１が開放される。これにより、メインインクタンク５６内のインクが第２インクタンク５１に移動し、メインインクタンク５６から第２インクタンク５１へのインクの補充が開始される（ステップＳ１２２）。このとき、回収ラインバルブ５３３が第２インクタンク５１の近傍に設けられていることにより、回収ライン５３において回収ラインバルブ５３３と第２インクタンク５１との間の部位はインクにて満たされる。すなわち、当該部位に存在する空気は第２インクタンク５１内へと移動する。
【００５２】
制御部４では、第２インクタンク５１のインクレベルセンサ５１１の出力に基づいて第２インクタンク５１内のインクの液面の位置が繰り返し検出され（ステップＳ１２３，Ｓ１２４）、インクの液面が設定液面レベルＬ２よりも高い補充停止レベルまで到達したことが確認されると（ステップＳ１２４）、バルブ５６１が閉じられるとともに主減圧機構５５による第２インクタンク５１内の減圧動作が停止され、第２インクタンク５１内が大気圧とされる。これにより、メインインクタンク５６から第２インクタンク５１へのインクの補充が終了する（ステップＳ１２５）。
【００５３】
続いて、複数の分岐供給ライン５２０のバルブ５２３が開放されるとともにポンプ５４の駆動が開始される。これにより、第２インクタンク５１内のインクが供給ライン５２を介して複数のヘッドユニット３３の第１インクタンク３４に移動し、第２インクタンク５１から第１インクタンク３４へのインクの補充が開始される（ステップＳ１２６）。このとき、複数の分岐補助流路５５３のバルブ５５４が開放されていることにより、各ヘッドユニット３３において第１インクタンク３４内のインクは複数のインク導入管３５１（図４では１つのインク導入管のみに符号３５１を付している。インク導出管３５２において同様。）、複数のヘッド３２、複数のインク導出管３５２を通ってマニホールド本体３６まで充填され、マニホールド本体３６から鉛直方向の上方に伸びる分岐回収ライン５３０の部位において、第１インクタンク３４内のインクの液面と同じ高さにインクの液面が形成される。なお、ヘッドユニット３３の下方には専用の受液部が設けられており、仮に吐出口からインクが垂れても問題はない。
【００５４】
第１インクタンク３４へのインクの補充を行っている間、下方の第２インクタンク５１のインクレベルセンサ５１１の出力に基づいてインクの液面の位置が検出され（ステップＳ１２７）、インクの液面が設定液面レベルＬ２の下方の位置である補充開始レベルよりも高いことが確認されると（ステップＳ１２８）、上方の第１インクタンク３４のインクレベルセンサ３４１の出力に基づいて第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が検出される（ステップＳ１２９）。インクの液面が設定液面レベルＬ１の上方の位置である補充停止レベルよりも低いことが確認されると（ステップＳ１３０）、再度、第２インクタンク５１内のインクの液面の位置が検出される（ステップＳ１２７）。このようにして、第１インクタンク３４へのインクの補充を行っている間、ステップＳ１２７〜Ｓ１３０の処理が繰り返される。
【００５５】
このとき、第２インクタンク５１から第１インクタンク３４へのインクの移動（流入）により、第２インクタンク５１内のインクの液面の高さが補充開始レベル以下となったことが確認されると（ステップＳ１２７，Ｓ１２８）、複数の分岐供給ライン５２０のバルブ５２３が一時的に閉じられるとともにポンプ５４が停止され、第２インクタンク５１から第１インクタンク３４へのインクの補充が一時的に停止される（ステップＳ１３１）。そして、上記のステップＳ１２２〜Ｓ１２５の動作を行うことにより、メインインクタンク５６から第２インクタンク５１にインクが補充され、その後、第２インクタンク５１から第１インクタンク３４へのインクの供給が再開され（ステップＳ１２６）、ステップＳ１２７〜Ｓ１３０の処理が繰り返される。
【００５６】
印刷装置１では、第１インクタンク３４におけるインクの液面が補充停止レベルまで到達したことが確認されると（ステップＳ１２９，Ｓ１３０）、複数の分岐供給ライン５２０のバルブ５２３が閉じられるとともにポンプ５４が停止され、第２インクタンク５１から第１インクタンク３４へのインクの補充が終了する（ステップＳ１３２）。
【００５７】
以上のようにして第１インクタンク３４にインクが充填されると（図５：ステップＳ１２）、制御部４において計時（後述する空気排除時間の計時）が開始されると同時に（ステップＳ１３）、複数の分岐補助流路５５３のバルブ５５４が開放されるとともに主減圧機構５５の減圧動作が開始される。これにより、分岐補助流路５５３を含む補助流路５５２、および、分岐回収ライン５３０を含む回収ライン５３（ただし、回収ラインバルブ５３３と第２インクタンク５１との間の部位を除く。）内が減圧され、回収ライン５３内にインクが導入される（ステップＳ１４）。
【００５８】
このとき、印刷装置１では複数の分岐補助流路５５３が複数の分岐回収ライン５３０の最上部から鉛直方向の上方に伸びるように取り付けられるとともに複数のバルブ５５４が同じ高さに配置されており、各分岐補助流路５５３の内部において、バルブ５５４の開閉位置（すなわち、バルブ５５４の内部の流路を開閉する位置）よりも上方にてインクの液面が形成されるように、主減圧機構５５により第２インクタンク５１および補助流路５５２内が所定の初期導入圧力とされる。実際には、本実施の形態にて用いられるインクの比重がほぼ１であるとともに、ステップＳ１１の処理にて第１インクタンク３４内が大気圧とされているため、分岐補助流路５５３内に形成する液面の位置と第１インクタンク３４内の液面の位置との鉛直方向の高さの差（図４中にて符号Ｄ３を付す矢印にて示す。）がγｃｍである場合には、補助流路５５２内の初期導入圧力は、大気圧よりγｍｂａｒだけ低い値とされる。なお、初期導入圧力は通常循環圧力よりも十分に高い。
【００５９】
制御部４では、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が検出され（ステップＳ１５）、インクの液面が設定液面レベルＬ１の下方の位置である補充開始レベルよりも高いことが確認されると（ステップＳ１６）、ステップＳ１３にて計時を開始した後の時間（すなわち、補助流路５５２および回収ライン５３の減圧開始後の時間であり、以下、「空気排除時間」という。）が確認され（ステップＳ１７）、空気排除時間が予め設定された設定時間よりも短い場合には（ステップＳ１８）、ステップＳ１５に戻って、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が検出される。このようにして、印刷装置１では、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置の確認、および、空気排除時間と設定時間との比較が繰り返し行われる（ステップＳ１５〜Ｓ１８）。
【００６０】
このとき、インクの液面の高さが補充開始レベル以下となったことが確認される場合には（ステップＳ１５，Ｓ１６）、複数の分岐補助流路５５３のバルブ５５４が一時的に閉じられ（ステップＳ１９）、ステップＳ１２と同様の第１インクタンク３４のインク充填動作が行われる（ステップＳ２０）（ただし、不要な動作は適宜省略されてよい。）。そして、第１インクタンク３４にインクが充填されると、複数の分岐補助流路５５３のバルブ５５４が再度開放されて補助流路５５２および回収ライン５３内が減圧され（ステップＳ１４）、ステップＳ１５〜Ｓ１８の処理が繰り返される。なお、分岐補助流路５５３のバルブ５５４が閉じられている間は、空気排除時間の計時が一時的に停止される。
【００６１】
そして、空気排除時間が設定時間以上となると（ステップＳ１７，Ｓ１８）、複数の分岐補助流路５５３のバルブ５５４が閉じられる（ステップＳ２１）。このように、補助流路５５２内を初期導入圧力に減圧して各分岐補助流路５５３内にてインクの液面が形成される状態がある程度の時間だけ持続されることにより、回収ライン５３において第１インクタンク３４から回収ラインバルブ５３３に至る部分の空気が排除されて当該部分がインクにて満たされることとなる。既述のように、初期導入圧力は大気圧よりも僅かに低いのみであるため（すなわち、低い負圧であるため）、ヘッド３２の各吐出口ではインクのメニスカスが形成され、吐出口から空気が内部に流入することはない。
【００６２】
続いて、回収ラインバルブ５３３を開放するとともに、主減圧機構５５により第２インクタンク５１内を通常循環圧力まで減圧することにより、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの移動（流入）が開始され、インクの初期導入動作が完了する（ステップＳ２２）。このとき、仮に回収ライン５３において回収ラインバルブ５３３と第２インクタンク５１との間の部位に空気が残っている場合でも、この空気はインクと共に第２インクタンク５１内に流入する。後述するように、インクの初期導入動作に続いてインクの循環動作を行う場合には、第２インクタンク５１内を通常循環圧力にしてから一定時間経過後に、補助減圧機構３７により第１インクタンク３４内が通常補助圧力にされる。
【００６３】
ここで、仮に、回収ライン５３内に比較的多くの空気が残留した状態で第２インクタンク５１内を通常循環圧力として第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの移動を開始した場合、この空気が流量調整バルブ５３１を通過する際に、流量調整バルブ５３１の第２インクタンク５１側におけるインクの圧力が、流量調整バルブ５３１のヘッド３２側におけるインクに伝達して、ヘッド３２の吐出口におけるインクの圧力が過度に低くなる。このとき、吐出口におけるインクの圧力が大気圧よりも数十ｍｂａｒ以上低くなると（印刷装置１の設計によっては、大気圧との差が１０ｍｂａｒよりも大きくなると）、吐出口におけるインクのメニスカスが形成されずに、吐出口から外部の空気が周囲のパーティクルと共にヘッド３２内に吸い込まれてしまい、インクの吐出に不具合（例えば、ノズル欠けや、インクの吐出方向が傾くデビエーション）が生じてしまう。また、内部の空気によりインクの流動が妨げられ、インクによるドライバ回路の冷却にも支障が生じる場合がある。さらに、第２インクタンク５１内にてヒータ５１２によりインクが一定温度まで加熱されて回収ライン５３内の空気が膨張することにより、上記現象が生じることもある。
【００６４】
これに対し、印刷装置１では、第２インクタンク５１内を通常循環圧力として、第１インクタンク３４からヘッド３２を経由して第２インクタンク５１に至る回収流路にてインクの移動を開始する際に（すなわち、回収ラインバルブ５３３の開放時に）、図５のインク初期導入動作により回収流路内において回収ラインバルブ５３３よりも第１インクタンク３４側にて空気が残留することが防止されていることにより、吐出口からヘッド３２内に空気が吸い込まれてインクの吐出に不具合が生じることを防止することができる。
【００６５】
なお、実際には、回収流路内に残留する空気が極僅かである場合には、この空気が流量調整バルブ５３１を通過する際におけるヘッド３２の吐出口におけるインクの圧力の低下は数ｍｂａｒ程度である。したがって、図５のステップＳ２２にて回収ラインバルブ５３３を開放するとともに第２インクタンク５１内を通常循環圧力にしてから一定時間の間、第１インクタンク３４内を大気圧としておくことにより、回収ラインバルブ５３３の開放の直後に、吐出口においてこのような僅かな圧力の低下が生じたとしても吐出口からの空気の吸い込みは防止される。この場合には、ステップＳ１３〜Ｓ１８の補助流路５５２内を減圧する動作と、ステップＳ２２の回収流路にてインクの移動を行う動作とを繰り返して（ただし、通常補助圧力を付与することなく次のステップＳ１３〜Ｓ１８の動作を行う。）、回収流路内の空気が確実に除去されてもよい。
【００６６】
次に、インクが第１インクタンク３４、第２インクタンク５１および全てのヘッド３２に導入された後において、インク循環機構５にてインクを循環する動作について説明する。図７は印刷装置１におけるインクの循環動作の流れを示す図である。
【００６７】
インクの循環動作では、回収ラインバルブ５３３を開放するとともに主減圧機構５５により第２インクタンク５１内を通常循環圧力にすることにより、第１インクタンク３４からヘッド３２を経由して第２インクタンク５１に至る回収流路をインクにて満たした状態で第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの移動が開始される（ステップＳ３１）。このとき、補助減圧機構３７により第１インクタンク３４内が通常補助圧力にされる。なお、インク循環動作が、上記のインク初期導入動作に続いて行われる場合には、図５のステップＳ２２の処理がステップＳ３１の処理となる。
【００６８】
また、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの移動に並行して、インクレベルセンサ３４１の出力に基づいて第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が繰り返し検出される（ステップＳ３２，Ｓ３３）。そして、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの移動により、インクの液面が補充開始レベル以下となったことが確認されると（ステップＳ３３）、複数の分岐供給ライン５２０のバルブ５２３を開放した状態でポンプ５４の駆動が開始され、第２インクタンク５１内のインクが供給ライン５２を介して複数のヘッドユニット３３の第１インクタンク３４に供給される（ステップＳ３４）。
【００６９】
第２インクタンク５１から第１インクタンク３４へのインクの供給に並行して、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が繰り返し検出され（ステップＳ３５，Ｓ３６）、インクの液面が補充停止レベルまで到達したことが確認されると（ステップＳ３６）、ポンプ５４が停止され、第１インクタンク３４へのインクの補充動作が完了する（ステップＳ３７）。
【００７０】
インク循環機構５では、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの継続的な移動に並行して、第１インクタンク３４内のインクの液面が補充開始レベル以下となる毎に（ステップＳ３８，Ｓ３２，Ｓ３３）、ポンプ５４が駆動されて第１インクタンク３４にインクが補充される（ステップＳ３４〜Ｓ３７）。また、印刷装置１では、ステップＳ３２〜Ｓ３７の処理の繰り返しに並行して（ステップＳ３８）、基材９を走査方向に移動しつつ複数のヘッドユニット３３からのインクの吐出を制御することにより印刷が行われる。実際には、第２インクタンク５１ではインクレベルセンサ５１１の出力に基づいてインクの液面の位置が検出されており、インクの液面が補充開始レベル以下となると、メインインクタンク５６から第２インクタンク５１にインクが補充される。
【００７１】
そして、印刷装置１における印刷動作が完了した後、インク循環動作を停止する際には（ステップＳ３８）、回収ラインバルブ５３３を閉じるとともに第２インクタンク５１内が大気圧に開放されることにより、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの移動が停止される（ステップＳ３９）。なお、印刷装置１の停止後、印刷装置１を再駆動する際には、第１インクタンク３４、第２インクタンク５１およびヘッド３２にインクが充填された状態において、図５のインク初期導入動作が行われ、印刷装置１の停止時に回収ライン５３内に発生した気泡等が除去されてもよい。
【００７２】
以上に説明したように、図４の印刷装置１では、ポンプ５４を駆動することにより第２インクタンク５１内のインクが供給ライン５２を介して第１インクタンク３４に供給されるとともに、第２インクタンク５１内を負圧にすることにより回収ライン５３を介して第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へとインクが戻される。これにより、第２インクタンク５１内の負圧を利用して第２インクタンク５１内にてインクを効率よく脱気して、ヘッド３２内のインクに気泡が存在する場合に発生する吐出不良等、インクの吐出に不具合が生じることを防止することができる。また、第２インクタンク５１内がほぼ一定の圧力に保たれることにより、ヘッド３２内を流れるインクの流量を（ほぼ）一定にすることができ、これにより、通常補助圧力とされる第２インクタンク５１からヘッド３２の吐出口近傍に至る流路における圧力損失の変動を抑制して、ヘッド３２の吐出口におけるインクの圧力（静圧）を一定にすることができる。その結果、吐出口におけるインクのメニスカスの状態が安定して、吐出口に対する基材９上のインクの着弾位置等のばらつきが抑制され、基材９上に画像を精度よく印刷することが実現される。
【００７３】
ところで、図３の吐出部３のように各色において多数のヘッドが配列されるとともに、数個のヘッド毎にインク循環機構が設けられる比較例の印刷装置を想定すると、このような印刷装置では多数のインク循環機構が必要となり、印刷装置の構成が複雑となるとともに印刷装置の製造コストが増大してしまう。また、比較例の印刷装置では、１つのインク循環機構の故障によっても印刷を行うことができなくなるため、印刷装置の稼働率が低下してしまう。さらに、多数のインク循環機構においてヘッドにおけるインクの流量を均一にするのは極めて困難であるため、複数のヘッドにおいて吐出口に対するインクの着弾位置等がばらついてしまう。
【００７４】
これに対し、図４のインク循環機構５では、同様の構成である複数のヘッドユニット３３が供給ライン５２および回収ライン５３に並列して接続されることにより、全てのヘッドユニット３３のヘッド３２においてインクの流量をほぼ均一にして精度よく画像を印刷するとともに、比較例の印刷装置に比べて、印刷装置１の構成の簡素化、印刷装置１の稼働率の向上、および、印刷装置１の製造コストの低減を実現することができる。
【００７５】
また、印刷装置１では、第２インクタンク５１内のインクの液面の面積が、第１インクタンク３４内のインクの液面の面積よりも大きくされることにより、大きな負圧（大気圧よりも十分に低い圧力）による第２インクタンク５１内でのインクの脱気が効率よく行われるとともに、第１インクタンク３４内でのインクへの空気の溶解を抑制することが可能となる。
【００７６】
図４の印刷装置１では、上述のようにインクを初期導入した後や、一定時間以上停止した後に印刷装置１を駆動する際（例えば、毎日の印刷装置１の立ち上げ時）、あるいは、印刷に不具合が生じた場合におけるメンテナンスの際等に、第１および第２切換バルブ３７２，３７３により第１インクタンク３４を圧縮空気源３７６に接続することにより、第１インクタンク３４内を加圧して複数のヘッド３２において吐出口からインクを強制的に排出させることが行われる。このようなインクの強制的な排出により、例えばヘッド３２内の吐出口近傍に存在する気泡や、ヘッド３２内に粘度が増大したインクが滞留する場合における当該インク等、通常動作時におけるインクの循環では除去できない不要物を吐出口から排除することが可能となる。
【００７７】
次に、印刷装置１の第１インクタンク３４における供給ライン５２の好ましい接続態様、および、第２インクタンク５１における回収ライン５３の好ましい接続態様について説明する。
【００７８】
図８は第１インクタンク３４近傍を示す図である。図８に示すように、好ましい第１インクタンク３４では、第２インクタンク５１から第１インクタンク３４内に流入するインクが液面から離れた位置にて留まるように、供給ライン５２の第２インクタンク５１とは反対側の端部が第１インクタンク３４内における底面（内部の下面）近傍に配置される。また、インク導入管３５１（図８では１つのインク導入管３５１のみを図示している。）のヘッド３２とは反対側の端部は第１インクタンク３４の底面に接続される。これにより、第１インクタンク３４内のインクの液面近傍に存在するインクよりも、第２インクタンク５１内から流入した直後のインクがインク導入管３５１を介してヘッド３２に導入されやすくなる。その結果、第１インクタンク３４内において空気を比較的多く含む液面近傍のインクが、ヘッド３２へと導入されることが抑制される。なお、図８では、符号Ａ１を付す破線の矢印の長さを変更することにより、第１インクタンク３４内の底面近傍にてインクの流れが生じやすく、液面近傍にてインクの流れが生じにくいことを示している。
【００７９】
図９は、第２インクタンク５１近傍を示す図である。図９に示すように、好ましい第２インクタンク５１では、回収ライン５３のヘッド３２とは反対側の端部が第２インクタンク５１内のインク中において液面に対向するように上方に開口していることにより、ヘッド３２から第２インクタンク５１内に流入するインクが液面に向かって流れ、第２インクタンク５１内にてインクが攪拌される。図９では、符号Ａ２を付す破線の矢印にて第２インクタンク５１内におけるインクの流れを示している。
【００８０】
既述のように、第２インクタンク５１にはヒータ５１２および温度センサ５１３が設けられており、インクの攪拌により、第２インクタンク５１内のインクの温度の均一化が図られる。また、インクの攪拌により、第２インクタンク５１内の液面近傍にインクが留まる場合に比べて、第２インクタンク５１内の大きな負圧（すなわち、大気圧よりも十分に低い圧力）によるインクの脱気が効率よく行われる。なお、供給ライン５２の第１インクタンク３４とは反対側の端部は第２インクタンク５１の底面に接続される。
【００８１】
以上のように、図８に示す第１インクタンク３４では、空気を比較的多く含むインクを液面近傍に留まらせてインクへの空気の溶解を抑制し、図９に示す第２インクタンク５１では、インクの攪拌によりインクの脱気を促進させることができる。これにより、第２インクタンク５１内のインクの液面の面積を、第１インクタンク３４内のインクの液面の面積よりも大きくすることと相まって、第１インクタンク３４におけるインクへの空気の溶解の更なる抑制、および、第２インクタンク５１におけるインクの脱気の更なる促進が実現される。
【００８２】
上記の印刷装置１では、通常動作時に第２インクタンク５１内の負圧を大きくすることにより第２インクタンク５１における積極的なインクの脱気が常時行われるが、通常動作時に第２インクタンク５１内の負圧を比較的小さくし、定期的または非定期的に第２インクタンク５１内の負圧を大きくして積極的な脱気を行うことも可能である。
【００８３】
図１０は、印刷装置１における脱気動作に係る処理の流れを示す図である。本動作例における通常動作では、図４の第２インクタンク５１内を上記の動作例における通常動作時よりも高い圧力（例えば大気圧より１００ｍｂａｒ低い圧力）にすることにより、第１インクタンク３４から回収流路を介して第２インクタンク５１へとインクが戻され、流量調整バルブ５３１における流路開口の面積（流路に垂直な面上の面積）が大きくされることにより、上記動作例と同様の流量が確保される。
【００８４】
制御部４では、通常動作を行ってインクを循環しつつ、入力部を介して操作者による脱気動作の指示が受け付けられたか否かが確認され（ステップＳ４１）、当該指示が受け付けられていない場合には（ステップＳ４２）、直前の脱気動作後におけるメインインクタンク５６から第２インクタンク５１へのインクの補充回数（以下、「脱気後補充回数」という。）が確認される（ステップＳ４３）。脱気後補充回数が予め定められた設定回数以上ではない場合には（ステップＳ４４）、直前の脱気動作からの経過時間（以下、「脱気後経過時間」という。）が確認され（ステップＳ４５）、脱気後経過時間が所定の設定時間以上ではない場合には（ステップＳ４６）、ステップＳ４１に戻って操作者の指示の有無が確認される。
【００８５】
このようにして、通常動作に並行してステップＳ４１〜Ｓ４６の処理を繰り返しつつ、操作者による脱気動作の指示が受け付けられた場合（ステップＳ４２）、脱気後補充回数が設定回数以上となった場合（ステップＳ４４）、および、脱気後経過時間が設定時間以上となった場合には（ステップＳ４６）、第２インクタンク５１内が大気圧より例えば５００ｍｂａｒ低い圧力に減圧される（ステップＳ４７）。このとき、流量調整バルブ５３１における流路開口が絞られる（すなわち、流路開口の面積が小さくされる）ことにより、通常動作時と同様の流量が確保される。
【００８６】
一定時間経過後に、第２インクタンク５１内が通常動作時の圧力に戻されるとともに流量調整バルブ５３１における流路開口も通常動作時の面積に戻される（ステップＳ４８）。そして、脱気後補充回数が０とされるとともに、脱気後経過時間も０に戻される（ステップＳ４９）。印刷装置１では、通常動作に並行してステップＳ４１〜Ｓ４９の処理が繰り返され、定期的または非定期的に第２インクタンク５１における脱気動作（すなわち、ステップＳ４７の動作）が行われる。
【００８７】
以上のように、脱気動作時に主減圧機構５５が第２インクタンク５１内の圧力を通常動作時よりも低くするとともに、流量調整バルブ５３１が内部の流路である開口をさらに絞ることにより、脱気動作時に第２インクタンク５１内のインクを効率よく脱気しつつ、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの流量を通常動作時および脱気動作時においてほぼ一定にすることができ、ヘッド３２およびヘッド３２内のインクの温度を一定に保ってインクの吐出を適切に行うことができる。なお、脱気動作時に回収ラインバルブ５３３の開口面積を通常動作時よりも絞ることにより、インクの流量が一定とされてもよく、この場合、回収ラインバルブ５３３が流量制限部であると捉えることができる。
【００８８】
また、図４の印刷装置１では、第１インクタンク３４を圧縮空気源３７６に接続することにより複数のヘッド３２の吐出口からインクを強制的に排出させることが行われるが、インクの強制的な排出は圧縮空気源３７６を省略した印刷装置においても実現可能である。図１１は、印刷装置の他の例の一部を示す図であり、第１インクタンク３４内の圧力の変更に係る機構を示している。図１１の印刷装置では、図４の印刷装置１にて圧縮空気源３７６に接続される流路に、圧縮空気源３７６に代えて密閉部材３７７が取り付けられる。図１１の印刷装置の他の構成は図４の印刷装置１と同様であり、同符号を付している。
【００８９】
図１１の印刷装置における通常動作では、図１２中の最上段において時刻Ｔ１における位置に示すように、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が補充開始レベルＬ１１以下となると、図１２中の上から２段目に示すように、ポンプ５４がＯＮとされて第２インクタンク５１から第１インクタンク３４内にインクが供給される。このとき、図１２中の上から３段目および４段目に示すように、第１および第２切換バルブ３７２，３７３は共にＯＦＦとされており、図１２中の最下段に示すように、第１インクタンク３４内が補助減圧機構３７により通常補助圧力Ｐ１に減圧されている。
【００９０】
そして、図１２中の最上段において時刻Ｔ２における位置に示すように、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が補充停止レベルＬ１２に到達すると、３段目に示すように、ポンプ５４がＯＦＦとされて第２インクタンク５１から第１インクタンク３４へのインクの供給が停止される。
【００９１】
吐出口からインクを強制的に排出させる際には、次に第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が補充開始レベルＬ１１以下となる時刻Ｔ３において、ポンプ５４がＯＮとされるとともに、第１および第２切換バルブ３７２，３７３が共にＯＮとされて第１インクタンク３４が（供給ライン５２および複数のインク導入管３５１を除いて）密閉される（図４参照）。そして、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が補充停止レベルＬ１２よりも高い所定のレベルＬ１３に到達するまでポンプ５４の駆動が継続される。これにより、第１インクタンク３４内の空気が圧縮されて大気圧Ｐ０よりも高い圧力Ｐ２（パージ圧）となり、複数のヘッド３２の吐出口からインクが強制的に排出（吐出）される。その後、通常動作に戻る際には、第１および第２切換バルブ３７２，３７３が共にＯＦＦとされて第１インクタンク３４が補助減圧機構３７に接続され、補充開始レベルＬ１１および補充停止レベルＬ１２に合わせてポンプ５４のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００９２】
以上のように、図１１の印刷装置では、吐出口からインクを強制的に排出させる際に、第１および第２切換バルブ３７２，３７３、並びに、密閉部材３７７により第１インクタンク３４を密閉するとともに、第１インクタンク３４におけるインクの量が通常動作時よりも増大するように、ポンプ５４により第１インクタンク３４内にインクが供給される。これにより、図４の圧縮空気源３７６およびレギュレータ３７５を省略しつつ複数の吐出口からの強制的なインクの排出を容易に実現することができ、印刷装置の製造コストを削減することができる。
【００９３】
なお、図１２の例では、第１インクタンク３４内のインクの液面の位置が補充開始レベルＬ１１以下となる時刻からポンプ５４をＯＮにすることにより、吐出口からインクを強制的に排出させる際におけるレベルＬ１３までインクが第１インクタンク３４内に供給されるが、もちろん、インクレベルが補充開始レベルＬ１１よりも高い状態からポンプ５４を駆動して吐出口からインクが強制的に吐出されてもよい。
【００９４】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００９５】
図４の印刷装置１では、第２インクタンク５１が第１インクタンク３４よりも下方の位置に配置されるが（図１３中に二点鎖線にて示す第２インクタンク５１参照）、図１３に示すインク循環機構５ａのように、第２インクタンク５１が第１インクタンク３４よりも上方の位置に配置されてもよい。図１３に示すインク循環機構５ａにおいても、回収ライン５３の最も上方に位置する最上部が、第１インクタンク３４内のインクの液面よりも上方、かつ、回収ライン５３におけるヘッド３２と回収ラインバルブ５３３との間に位置し、当該最上部（または、当該最上部の近傍）に補助流路５５２の一端が接続される。
【００９６】
図１３のインク循環機構５ａにおいて、第１インクタンク３４からヘッド３２を経由して第２インクタンク５１に至る回収流路をインクにて満たす際には、図４のインク循環機構５と同様に、第１インクタンク３４内にインクを充填した後、回収ラインバルブ５３３を閉じた状態にて、補助流路５５２においてバルブ５５４における開閉位置よりも上方にてインクの液面が形成されるように（すなわち、図１３中の符号Ｄ４を付す矢印にして示す高さだけ第１インクタンク３４内の液面の位置よりも上方の位置にてインクの液面が形成されるように）、補助流路５５２内を減圧することにより、回収流路において第１インクタンク３４から回収ラインバルブ５３３に至る部分の空気を排除して当該部分をインクにて満たすことが可能となる。そして、補助流路５５２のバルブ５５４を閉塞した後、回収ラインバルブ５３３を開放しつつ第２インクタンク５１内を通常循環圧力まで減圧することにより、第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へのインクの移動が開始される。
【００９７】
このように、インク循環機構５ａ（または、インク循環機構５）では、能動化されることにより補助流路５５２内を減圧する主減圧機構５５、および、非能動化されることにより補助流路５５２を閉塞するバルブ５５４を導入補助部と捉えた場合に、回収ラインバルブ５３３を閉じた状態で導入補助部を能動化して、補助流路５５２内までインクを導くことにより、回収流路において第１インクタンク３４から回収ラインバルブ５３３に至る部分がインクにて満たされ、その後、導入補助部を非能動化して補助流路５５２をインクが存在する位置にて閉塞するとともに回収ラインバルブ５３３を開放して主減圧機構５５を駆動することにより、回収流路の全体がインクにて満たされる。その結果、インクの循環開始時に、回収流路内において回収ラインバルブ５３３よりも第１インクタンク３４側に気体が残留することが防止され、吐出口から空気が吸い込まれてインクの吐出に不具合が生じることを防止することができる。
【００９８】
インク循環機構５ａにおけるインクの循環動作も、図４のインク循環機構５と同様であり、ポンプ５４を駆動して第２インクタンク５１内のインクを第１インクタンク３４に供給しつつ、第２インクタンク５１内を負圧にして第１インクタンク３４から第２インクタンク５１へとインクを戻すことにより、第２インクタンク５１の負圧を利用して第２インクタンク５１内のインクを脱気しつつインクを適切に循環することが可能となる。
【００９９】
インク循環機構５，５ａでは、インクを初期導入する際に、主減圧機構５５にて補助流路５５２内を減圧することにより、印刷装置の構成の簡素化が図られるが、印刷装置の設計によっては、補助流路５５２内を減圧する他の減圧機構が設けられてもよい。
【０１００】
図２の印刷装置１（いわゆる、ロールｔｏロール方式の印刷装置）では、基材９を走査方向に移動する搬送部２７により、複数の吐出口の配列方向に交差する走査方向に基材９が吐出部３に対して一定速度にて移動するが、印刷装置１では吐出部３を走査方向に移動する機構が設けられてもよい。また、図１４に示す印刷装置１ａ（枚葉式の印刷装置）のように、矩形の基材９を保持するステージ２１、および、ステージ２１を走査方向（図１４中のＹ方向）に移動するステージ移動機構２２が設けられてもよい。このように、基材９を吐出部３に対して相対的に走査方向に移動する走査機構は様々な構成にて実現可能である。なお、図１４の印刷装置１ａでは、基台２０上に設けられる位置検出モジュール２３により、基台２０に対するステージ２１の位置が検出可能となっている。
【０１０１】
印刷装置にて用いられる光硬化性のインクは、紫外線以外の波長帯の光に対する硬化性を有するものであってもよい。この場合、光照射部３８から出射される光は当該波長帯を含むものとされる。
【０１０２】
印刷装置１における印刷媒体は、シート状の基材９以外に、プラスチックにて形成される板状の部材や印刷用紙等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】ヘッドユニットおよびインク循環機構の基本構成を示す図である。
【図２】印刷装置の外観を示す斜視図である。
【図３】吐出部を示す底面図である。
【図４】ヘッドユニットおよびインク循環機構の構成を示す図である。
【図５】インクを印刷装置に初期導入する際の動作の流れを示す図である。
【図６．Ａ】第１インクタンクのインク充填動作の流れを示す図である。
【図６．Ｂ】第１インクタンクのインク充填動作の流れを示す図である。
【図７】印刷装置におけるインクの循環動作の流れを示す図である。
【図８】第１インクタンク近傍を示す図である。
【図９】第２インクタンク近傍を示す図である。
【図１０】脱気動作に係る処理の流れを示す図である。
【図１１】印刷装置の他の例の一部を示す図である。
【図１２】吐出口からインクを強制的に排出させる動作を説明するための図である。
【図１３】インク循環機構の他の例を示す図である。
【図１４】印刷装置のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１，１ａ    印刷装置
９    基材
３２    ヘッド
３４    第１インクタンク
３７    補助減圧機構
５１    第２インクタンク
５２    供給ライン
５３    回収ライン
５４    ポンプ
５５    主減圧機構
３２１    吐出口
３７２，３７３    切換バルブ
３７７    密閉部材
５３１    流量調整バルブ
５３３    回収ラインバルブ
５５２    補助流路
５５４    バルブ
Ｓ１１〜Ｓ２２，Ｓ３１，Ｓ３４    ステップ
【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．Ａ】
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【図６．Ｂ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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