JP2012217958A - 液滴吐出装置及び液滴吐出装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の複雑化を回避することができ、しかも低コスト化を実現することが可能な液滴吐出装置及び液滴吐出装置のメンテナンス方法を提供すること。
【解決手段】所定の溶質成分を含む液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッド２０と、前記液体が貯留され、前記液滴吐出ヘッドに前記液体を供給する第一貯留部４２と、交換可能に設けられ、前記液体が貯留され、前記第一貯留部に前記液体を供給する第二貯留部４１と、前記第二貯留部が交換された後に前記第二貯留部に貯留されている液体を前記第一貯留部へ一動作で供給させる制御部ＣＯＮＴとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液滴吐出装置及び液滴吐出装置のメンテナンス方法に関する。

液滴吐出ヘッドを備え、当該液滴吐出ヘッドから液状体を液滴として吐出し、任意の位
置に着弾させることによって、所定の量の液状体を所定の位置に精度よく配置する液滴吐
出装置が知られている。液滴吐出装置を用いて、様々な液状体を扱い、様々な画像や膜な
どが形成されている。無色透明な液状体を用いて、人間には見え難いマーカーを描画した
り、描画画像の上にコーティング用の透明被膜を形成したりすることも行われている（例
えば、特許文献１参照）。

特許文献１の記載においては、メインタンクからサブタンクを経由して液滴吐出ヘッド
にインクが供給されるようになっている。インクとして溶媒に対して沈降しやすい溶質成
分が含まれる場合、メインタンクにおいて溶質成分が沈降する恐れがあるため、メインタ
ンクに攪拌機構が設けられている。

特開２００９−２３０９２号公報

しかしながら、メインタンクに攪拌機構を設ける構成は、装置の複雑化を招くと共に、
コストがかさんでしまうという問題がある。

以上のような事情に鑑み、本発明は、装置の複雑化を回避することができ、しかも低コ
スト化を実現することが可能な液滴吐出装置及び液滴吐出装置のメンテナンス方法を提供
することを目的とする。

本発明に係る液滴吐出装置は、所定の溶質成分を含む液体を液滴として吐出する液滴吐
出ヘッドと、前記液体が貯留され、前記液滴吐出ヘッドに前記液体を供給する第一貯留部
と、交換可能に設けられ、前記液体が貯留され、前記第一貯留部に前記液体を供給する第
二貯留部と、前記第二貯留部が交換された後に前記第二貯留部に貯留されている液体を前
記第一貯留部へ一動作で供給させる制御部とを備える。

本発明によれば、第二貯留部が交換された後、第二貯留部に貯留されるほぼ全部の液体
が第一貯留部へ一動作で供給されるので、第二貯留部に液体が残留するのを防ぐことがで
きる。このため、第二貯留部において溶質成分が沈降している場合であっても、沈降する
溶質成分ごと液体を第一貯留部へ供給することができる。この構成により、第二貯留部に
攪拌機構を設ける必要が無いため、装置の複雑化を回避することができ、しかも低コスト
化を実現することができる。なお、「液体を一動作で供給」については、ほぼ全部の液体
を途中で停止させることなく供給することを含む意味である。

上記の液滴吐出装置において、前記第一貯留部は、前記液体を攪拌する攪拌部を有する
ことが好ましい。
本発明によれば、第一貯留部が液体を攪拌する攪拌部を有することとしたので、液滴吐
出ヘッドから吐出される液体において溶質成分の含有量にばらつきが生じるのを防ぐこと
ができる。

上記の液滴吐出装置において、前記第二貯留部は、複数設けられていることが好ましい
。
本発明によれば、第二貯留部が複数設けられているので、複数の第二貯留部を交互に用
いることができる。

上記の液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドと前記第一貯留部との間で前記液体を循環
させる循環部を更に備えることが好ましい。
本発明によれば、液滴吐出ヘッドと第一貯留部との間で液体を循環させる循環部を更に
備えることとしたので、循環部において液体を攪拌させることができる。これにより、液
体に含まれる溶質成分が沈降するのを防ぐことができる。

上記の液滴吐出装置において、前記溶質成分は、白色の色素成分を含むことが好ましい
。

本発明によれば、溶質成分として白色の色素成分が含まれる場合において、液滴吐出ヘ
ッドから吐出される液体において溶質成分の含有量にばらつきが生じるのを防ぐことがで
きる。

本発明に係る液滴吐出装置のメンテナンス方法は、所定の溶質成分を含む液体を液滴と
して吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液体が貯留され、前記液滴吐出ヘッドに前記液体を
供給する第一貯留部と、交換可能に設けられ、前記液体が貯留され、前記第一貯留部に前
記液体を供給する第二貯留部とを備える液滴吐出装置のメンテナンス方法であって、前記
第二貯留部が交換された後に前記第二貯留部に貯留されている液体を前記第一貯留部へ一
動作で供給させる。

本発明によれば、第二貯留部が交換された後、第二貯留部に貯留されている液体が第一
貯留部へ一動作で供給されるので、第二貯留部において溶質成分が沈降する場合であって
も、沈降する溶質成分ごと液体を第一貯留部へ供給することができる。この構成により、
第二貯留部に溶質成分が残留するのを防ぐことができるため、液滴吐出ヘッドから吐出さ
れる液体において溶質成分の含有量にばらつきが生じるのを防ぐことができる。

液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図。 （ａ）は、液滴吐出ヘッドの概略構成を示す外観斜視図。 （ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す斜視断面図。 （ｃ）は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルの部分の構造を示す断面図。 ヘッドユニットの概略構成を示す平面図。 液滴吐出ヘッドの電気的構成と信号の流れを示す説明図。 機能液供給部による機能液の供給動作を示す図。 機能液供給部による機能液の供給動作を示す図。 機能液供給部による機能液の供給動作を示す図。 機能液供給部による機能液の供給動作を示す図。 機能液供給部による機能液の供給動作を示す図。 本発明に係る液滴吐出装置の他の構成を示す図。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、液滴吐出装置の概略構成を示す外観斜視図である。
図１に示すように、液滴吐出装置１は、ヘッド機構部２と、ワーク機構部３と、機能液
供給部４と、保守装置部７とを備えている。

ヘッド機構部２は、所定の溶質成分を含む機能液（液体）を液滴として吐出する液滴吐
出ヘッド２０を有している。このような機能液としては、例えば無色透明の機能液や、溶
質成分として白色、黒色、カラーの色素成分を含んだ機能液などが挙げられる。ワーク機
構部３は、液滴吐出ヘッド２０から吐出された液滴の吐出対象であるワークＷを載置する
ワーク載置台３０を有している。

機能液供給部４は、貯留タンク（第二貯留部）４１と、中継タンク（第一貯留部）４２
と、供給チューブ４３及び４４とを有している。貯留タンク４１は、複数（図１では２つ
）設けられており、交換可能に設けられ、上記機能液を貯留する。貯留タンク４１は、供
給チューブ４３を介して中継タンク４２に接続されている。

中継タンク４２は、貯留タンク４１から供給される機能液を貯留する。中継タンク４２
は、供給チューブ４３を介して液滴吐出ヘッド２０に接続されている。中継タンク４２に
貯留される機能液は、供給チューブ４３を介して液滴吐出ヘッド２０に供給されるように
なっている。

保守装置部７は、液滴吐出ヘッド２０の検査又は保守を実施する各装置を備えている。
液滴吐出装置１は、また、これら各機構部などを総括的に制御する制御部ＣＯＮＴを備え
ている。

液滴吐出装置１は、床上に設置された複数の支持脚８と、支持脚８の上側に設置された
定盤９とを備えている。定盤９の上側には、ワーク機構部３が定盤９の長手方向（Ｘ軸方
向）に延在するように配設されている。

ワーク機構部３の上方には、定盤９に固定された２本の支持柱で支持されているヘッド
機構部２が、ワーク機構部３と直交する方向（Ｙ軸方向）に延在するように配設されてい
る。

また、定盤９の傍らには、ヘッド機構部２の液滴吐出ヘッド２０に連適する供給管を有
する機能液供給部４の機能液タンクなどが配置されている。ヘッド機構部２の一方の支持
柱の近傍には、保守装置部７がワーク機構部３と並んでＸ軸方向に配設されている。さら
に、定盤９の下側に、制御部ＣＯＮＴが収容されている。

ヘッド機構部２は、液滴吐出ヘッド２０を有するヘッドユニット２１と、ヘッドユニッ
ト２１を有するヘッドキャリッジ２７と、ヘッドキャリッジ２７が吊設された移動枠２２
とを備えている。ヘッド機構部２は、ヘッドキャリッジ２７と、移動枠２２との組を２組
備えている。ヘッド機構部２は、移動枠２２をＹ軸方向に移動させる、Ｙ軸走査機構も備
えている。

移動枠２２を、Ｙ軸走査機構によってＹ軸方向に移動させることで、液滴吐出ヘッド２
０をＹ軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置に保持する。２個の移動枠２２は
、それぞれ独立して移動させたり保持したりすることも、２個の移動枠２２を一緒に移動
させたり保持したりすることも可能である。

ワーク機構部３は、ワーク載置台３０と、Ｘ軸走査機構とを備えている。ワーク機構部
３は、ワーク載置台３０を、Ｘ軸走査機構によって、Ｘ軸方向に移動させることで、ワー
ク載置台３０に載置されたワークＷをＸ軸方向に自在に移動させる。また、移動した位置
に保持する。

液滴吐出ヘッド２０は、Ｙ軸方向の吐出位置まで移動して停止し、下方にあるワークＷ
のＸ軸方向の移動に同調して、機能液を液滴として吐出する。Ｘ軸方向に移動するワーク
Ｗと、Ｙ軸方向に移動する液滴吐出ヘッド２０とを相対的に制御することにより、ワーク
Ｗ上の任意の位置に液滴を着弾させることで、所望する平面形状の描画を実施することが
可能である。

保守装置部７は、各種検査装置、各種保守装置、及び保守装置走査機構７５を備えてい
る。検査装置は、液滴吐出ヘッド２０の吐出状態の検査を実施する吐出検査ユニット７０
などの、液滴吐出ヘッド２０の検査を実施する装置である。保守装置は、液滴吐出ヘッド
２０の各種の保守を実施する装置である。保守装置走査機構７５は、これらの各装置をＸ
軸方向に移動可能であって、任意の位置に保持可能に支持する装置である。

液滴吐出ヘッド２０の検査や保守を実施する際には、ヘッドユニット２１（液滴吐出ヘ
ッド２０）が、Ｙ軸走査機構を用いて保守装置部７に臨む位置に移動させられる。また、
実施する検査又は保守に対応する検査装置又は保守装置が、保守装置走査機構７５によっ
て、ヘッドユニット２１（液滴吐出ヘッド２０）に臨む位置に移動させられる。

吐出検査ユニット７０は、検査シート載置台７１と、撮像カメラ７２とを備えている。

検査シート載置台７１は、ワーク載置台３０の載置面と略平行な載置面を有し、当該載
置面に、検査シートを吸着支持可能である。検査シート載置台７１は、保守装置走査機構
７５によって、Ｘ軸方向に移動可能であって、任意の位置に保持可能に支持されている。

保守装置走査機構７５によって、検査シート載置台７１をＸ軸方向に移動させることで
、検査シート載置台７１の載置面に保持された検査シートを、保守装置部７に臨む位置に
移動されたヘッドユニット２１（液滴吐出ヘッド２０）に臨ませる。当該位置状態で、液
滴吐出ヘッド２０から液状体を吐出させることで、検査シート載置台７１に保持された検
査シートに液滴を着弾させることができる。保守装置走査機構７５による検査シートのＸ
軸方向の移動に同調させて、液滴吐出ヘッド２０が備える吐出ノズル２４（図２参照）か
ら液状体を吐出させることで、Ｘ軸方向における着弾位置を調整することができる。

撮像カメラ７２は、カメラ支持枠７３に、図示省略した昇降機構によってＺ軸方向に昇
降自在であって、任意の位置に保持可能に支持されている。カメラ支持枠７３は、保守装
置走査機構７５の脇で、定盤９に立設されており、撮像カメラ７２は、保守装置走査機構
７５に、略Ｚ軸方向から臨んで支持されている。検査シート載置台７１は、保守装置走査
機構７５によって、撮像カメラ７２が臨んでおり、撮像カメラ７２によって撮影可能な位
置に移動可能である。保守装置走査機構７５によって、検査シート載置台７１を撮像カメ
ラ７２に臨む位置に移動することで、検査シート載置台７１に保持された検査シートの面
を、撮像カメラ７２によって撮影可能である。

図２は、液滴吐出ヘッドの概略構成を示す図である。図２（ａ）は、液滴吐出ヘッドの
概略構成を示す外観斜視図であり、図２（ｂ）は、液滴吐出ヘッドの構造を示す斜視断面
図であり、図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルの部分の構造を示す断面図である
。図２に示したＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、液滴吐出ヘッド２０が液滴吐出装置１に装着さ
れた状態において、図１に示したＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸と一致している。

図２（ａ）に示したように、液滴吐出ヘッド２０は、ノズル基板２５を備えている。ノ
ズル基板２５には、多数の吐出ノズル２４が略一直線状に並んだノズル列２４Ａが２列形
成されている。吐出ノズル２４から機能液を液滴として吐出し、対向する位置にある描画
対象物などに着弾させることで、当該位置に機能液を配置する。ノズル列２４Ａは、液滴
吐出ヘッド２０が液滴吐出装置１に装着された状態で、図１に示したＹ軸方向に延在して
いる。ノズル列２４Ａにおいて吐出ノズル２４は等間隔のノズルピッチで並んでおり、２
列のノズル列２４Ａ間で、吐出ノズル２４の位置がＹ軸方向に半ノズルピッチずれている
。したがって、液滴吐出ヘッド２０としては、Ｙ軸方向に半ノズルピッチ間隔で機能液の
液滴を配置することができる。

図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、液滴吐出ヘッド２０は、ノズル基板２５に圧力室
プレート５１が積層されており、圧力室プレート５１に振動板５２が積層されている。圧
力室プレート５１には、液滴吐出ヘッド２０に供給される機能液が常に充填される液たま
り５５が形成されている。

液たまり５５は、振動板５２と、ノズル基板２５と、圧力室プレート５１の壁とに囲ま
れた空間である。機能液は、機能液供給部４から液滴吐出ヘッド２０に供給され、振動板
５２の液供給孔５３を経由して液たまり５５に供給される。

また、圧力室プレート５１には、複数のヘッド隔壁５７によって区切られた圧力室５８
が形成されている。振動板５２と、ノズル基板２５と、２個のヘッド隔壁５７とによって
囲まれた空間が圧力室５８である。

圧力室５８は吐出ノズル２４のそれぞれに対応して設けられており、圧力室５８の数と
吐出ノズル２４の数とは同じである。圧力室５８には、２個のヘッド隔壁５７の間に位置
する供給口５６を介して、液たまり５５から機能液が供給される。ヘッド隔壁５７と圧力
室５８と吐出ノズル２４と供給口５６との組は、液たまり５５に沿って１列に並んでおり
、１列に並んだ吐出ノズル２４がノズル列２４Ａを形成している。

図２（ｂ）では図示省略したが、図示した吐出ノズル２４を含むノズル列２４Ａに対し
て液たまり５５に関して略対称位置に、１列に並んで配設された吐出ノズル２４がもう１
列のノズル列２４Ａを形成している。当該ノズル列２４Ａに対応するヘッド隔壁５７と圧
力室５８と供給口５６との組が、１列に並んでいる。振動板５２の圧力室５８を構成する
部分には、それぞれ圧電素子５９の一端が固定されている。

圧電素子５９の他端は、固定板（図示省略）を介して液滴吐出ヘッド２０全体を支持す
る基台（図示省略）に固定されている。圧電素子５９は、電極層と圧電材料とを積層した
活性部を有している。圧電素子５９は、電極層に駆動電圧を印加することで、活性部が長
手方向（図２（ｂ）又は（ｃ）における振動板５２の厚さ方向）に縮む。電極層に印加さ
れていた駆動電圧が解除されることで、活性部が元の長さに戻る。

電極層に駆動電圧が印加されて、圧電素子５９の活性部が縮むことで、圧電素子５９の
一端が固定された振動板５２が圧力室５８と反対側に引張られる力を受ける。振動板５２
が圧力室５８と反対側に引張られることで、振動板５２が圧力室５８の反対側に撓む。こ
れにより、圧力室５８の容積が増加することから、機能液が液たまり５５から供給口５６
を経て圧力室５８に供給される。次に、電極層に印加されていた駆動電圧が解除されると
、活性部が元の長さに戻ることで、圧電素子５９が振動板５２を押圧する。振動板５２が
押圧されることで、圧力室５８側に戻る。これにより、圧力室５８の容積が急激に元に戻
る、すなわち増加していた容積が減少することから、圧力室５８内に充填されていた機能
液に圧力が加わり、当該圧力室５８に連通して形成された吐出ノズル２４から機能液が液
滴となって吐出される。

次に、ヘッド機構部２が備えるヘッドユニット２１の概略構成について、図３を参照し
て説明する。図３は、ヘッドユニットの概略構成を示す平面図である。図３に示したＸ軸
及びＹ軸は、ヘッドユニット２１が液滴吐出装置１に取り付けられた状態において、図１
に示したＸ軸及びＹ軸と一致している。

図３に示したように、ヘッドユニット２１は、ユニットプレート２３と、ユニットプレ
ート２３に搭載された９個の液滴吐出ヘッド２０と、を有している。液滴吐出ヘッド２０
は、図示省略したヘッド保持部材を介してユニットプレート２３に固定されている。固定
された液滴吐出ヘッド２０は、ヘッド本体がユニットプレート２３に形成された孔（図示
省略）に遊験して、ノズル基板２５が、ユニットプレート２３の面より突出した位置に位
置している。

図３は、ノズル基板２５の側から見た図である。９個の液滴吐出ヘッド２０は、Ｙ軸方
向に分かれて、それぞれ３個ずつの液滴吐出ヘッド２０を有するヘッド組２０Ａを３群、
形成している。それぞれの液滴吐出ヘッド２０のノズル列２４Ａは、ヘッドユニット２１
が液滴吐出装置１に取り付けられた状態において、Ｙ軸方向に延在している。

一つのヘッド組２０Ａが有する３個の液滴吐出ヘッド２０は、Ｙ軸方向において、互い
に隣り合う液滴吐出ヘッド２０の、一方の液滴吐出ヘッド２０の端の吐出ノズル２４に対
して、もう一方の液滴吐出ヘッド２０の端の吐出ノズル２４が半ノズルピッチずれて位置
する位置に配設されている。

ヘッド組２０Ａが有する３個の液滴吐出ヘッド２０において、全ての吐出ノズル２４の
Ｘ軸方向の位置を同じにすると、吐出ノズル２４は、Ｙ軸方向に半ノズルピッチの等間隔
で並ぶ。すなわち、Ｘ軸方向の同じ位置において、それぞれの液滴吐出ヘッド２０が有す
るそれぞれのノズル列２４Ａを構成する吐出ノズル２４から吐出された液滴は、設計上で
は、Ｙ軸方向に等間隔に並んで一直線上に着弾する。

一つのヘッド組２０Ａが備える３個の液滴吐出ヘッド２０が有する６列のノズル列２４
Ａは、１本のノズル列として扱うこともできる。当該ノズル列は、例えば１８０個の６倍
、１０８０個の吐出ノズル２４を有し、Ｙ軸方向におけるノズルピッチは、７０μｍであ
り、Ｙ軸方向の両端の吐出ノズル２４の中心間距離（ノズル列長さ）は、約７５．５ｍｍ
である。液滴吐出ヘッド２０は、Ｙ軸方向において互いに重なるため、Ｘ軸方向に階段状
に並んでヘッド組２０Ａを構成している。

ヘッドユニット２１が有する３つのヘッド組２０Ａは、それぞれが有する１本のノズル
列とみなせるノズル列が、Ｙ軸方向において、ノズル列２４Ａの半ノズルピッチずれて位
置する位置に、配設されている。言い換えると、それぞれのヘッドユニット２１は、互い
に隣り合うヘッド組２０Ａを構成する液滴吐出ヘッド２０の、一方のヘッド組２０Ａにお
ける液滴吐出ヘッド２０の端の吐出ノズル２４に対して、もう一方のヘッド組２０Ａにお
ける液滴吐出ヘッド２０の端の吐出ノズル２４が、Ｙ軸方向において、半ノズルピッチず
れた位置に、配設されている。

一つのヘッドユニット２１が備える３つのヘッド組２０Ａにおける９個の液滴吐出ヘッ
ド２０が有する１８列のノズル列２４Ａは、１本のノズル列として扱うこともできる。当
該ノズル列を「ユニットノズル列２４０Ａ」と表記する。ユニットノズル列２４０Ａは、
例えば１８０個の１８倍、３２４０個の吐出ノズル２４を有し、Ｙ軸方向におけるノズル
ピッチは、７０μｍであり、Ｙ軸方向の両端の吐出ノズル２４の中心間距離（ノズル列長
さ）は、約２２６．７ｍｍである。即ち、一つのヘッドユニット２１の吐出ノズル２４か
ら一滴ずつ吐出させて、Ｘ軸方向が同じ位置になるように着弾させると、３２４０個の点
が７０μｍのピッチ間隔で連なる直線が形成される。

上述したように、液滴吐出装置１は、２個のヘッドユニット２１を備えており、２個の
ユニットノズル列２４０Ａを備えている。２個のヘッドユニット２１を並べて、２個のユ
ニットノズル列２４０ＡがＹ軸方向に連なったノズル列を構成することができる。当該ノ
ズル列によって、１回の走査の間に、例えば６４８０個の点が７０μｍのピッチ間隔で連
なる直線を形成することができる。

次に、液滴吐出装置１における液滴吐出ヘッド２０からの吐出制御方法について、図４
を参照して説明する。図４は、液滴吐出ヘッドの電気的構成と信号の流れを示す説明図で
ある。

上述したように、液滴吐出装置１は、液滴吐出装置１の各部の動作を制御する制御部Ｃ
ＯＮＴを備えている。制御部ＣＯＮＴは、制御信号を出力するＣＰＵ８４と、液滴吐出ヘ
ッド２０の電気的な駆動制御を行うヘッドドライバー２０ｄとを備えている。

図４に示すように、ヘッドドライバー２０ｄは、ＦＦＣケーブルを介して各液滴吐出ヘ
ッド２０と電気的に接続されている。また、液滴吐出ヘッド２０は、吐出ノズル２４（図
２参照）ごとに設けられた圧電素子５９に対応して、シフトレジスター（ＳＬ）８５と、
ラッチ回路（ＬＡＴ）８６と、レベルシフター（ＬＳ）８７と、スイッチ（ＳＷ）８８と
を備えている。

液滴吐出装置１における吐出制御は次のように行われる。最初に、ＣＰＵ８４がワーク
Ｗなどの描画対象物における機能液の配置パターンをデータ化したドットパターンデータ
をヘッドドライバー２０ｄに伝送する。そして、ヘッドドライバー２０ｄは、ドットパタ
ーンデータをデコードして吐出ノズル２４ごとのＯＮ／ＯＦＦ（吐出／非吐出）情報であ
るノズルデータを生成する。ノズルデータは、シリアル信号（ＳＩ）化されて、クロック
信号（ＣＫ）に同期して各シフトレジスター８５に伝送される。

シフトレジスター８５に伝送されたノズルデータは、ラッチ信号（ＬＡＴ）がラッチ回
路８６に入力されるタイミングでラッチされ、さらにレベルシフター８７でスイッチ８８
用のゲート信号に変換される。即ち、ノズルデータが「ＯＮ」の場合にはスイッチ８８が
開いて圧電素子５９に駆動信号（ＣＯＭ）が供給され、ノズルデータが「ＯＦＦ」の場合
にはスイッチ８８が閉じられて圧電素子５９に駆動信号（ＣＯＭ）は供給されない。そし
て、「ＯＮ」に対応する吐出ノズル２４からは機能液が液滴となって吐出され、吐出され
た機能液の液滴がワークＷなどの描画対象物の上に着弾して、描画対象物の上に機能液が
配置される。

次に、機能液供給部４の構成を説明する。
図５は、機能液供給部４の構成を模式的に示す図である。
図５に示すように、貯留タンク４１には、供給ポンプ４１ａが接続されている。供給ポ
ンプ４１ａは、貯留タンク４１に貯留される機能液を供給チューブ４３へ圧送する。供給
ポンプ４１ａによる圧送動作（圧送のタイミング、圧送量など）は、制御部ＣＯＮＴによ
って制御されるようになっている。

中継タンク４２には、供給ポンプ４２ａが接続されている。供給ポンプ４２ａは、中継
タンク４２に貯留される機能液を供給チューブ４４へ圧送する。供給ポンプ４２ａによる
圧送動作（圧送のタイミング、圧送量など）は、制御部ＣＯＮＴによって制御されるよう
になっている。

中継タンク４２の内部には、攪拌機構４２ｂが設けられている。攪拌機構４２ｂは、中
継タンク４２に貯留される機能液を攪拌する。攪拌機構４２ｂとして、例えば本実施形態
ではプロペラ機構が設けられている。攪拌機構４２ｂとして、当該プロペラ機構とは異な
る構成を採用しても構わない。また、中継タンク４２には、貯留される機能液の重量を検
出する不図示の重量センサなどが設けられている。

次に、液滴吐出装置１における機能液の供給動作を説明する。
図６は、ユーザなどによって、機能液Ｑが貯留された新たな貯留タンク４１に交換され
た場合の機能液供給部４の状態を示す図である。制御部ＣＯＮＴは、貯留タンク４１の交
換後にインクの供給動作を行わせる。

具体的には、貯留タンク４１の交換後、図７に示すように、制御部ＣＯＮＴは、供給ポ
ンプ４１ａを作動させ、貯留タンク４１に貯留されるほぼ全部の機能液を中継タンク４２
へ一動作で供給させる。すなわち、なお、貯留タンク４１に貯留されるほぼ全部の機能液
Ｑを途中で停止させることなく中継タンク４２に供給する。この結果、貯留タンク４１に
機能液Ｑが残留しないため、貯留タンク４１において機能液Ｑに含まれる溶質成分の沈降
を考慮する必要が無くなる。

また、例えば図８に示すように、貯留タンク４１に貯留された機能液Ｑに溶質成分Ｓが
沈降している場合がある。この場合であっても、図９に示すように、沈降する溶質成分Ｓ
ごと機能液Ｑが中継タンク４２へ供給される。したがって、この場合であっても、貯留タ
ンク４１において機能液Ｑに含まれる溶質成分の沈降を考慮する必要が無くなる。

制御部ＣＯＮＴは、中継タンク４２へ機能液Ｑが供給された後、供給ポンプ４２ａを用
いて、液滴吐出ヘッド２０における液滴吐出動作に必要な量の機能液Ｑを液滴吐出ヘッド
２０に供給させる。制御部ＣＯＮＴは、必要に応じて、攪拌機構４２ｂを作動させる。こ
の動作により、中継タンク４２に貯留される機能液Ｑにおいて、溶質成分Ｓの沈降が抑制
される。

以上のように、本実施形態によれば、貯留タンク４１が交換された後、当該貯留タンク
４１に貯留されるほぼ全部の機能液Ｑが中継タンク４２へ一動作で供給されるので、貯留
タンク４１に機能液Ｑが残留しない状態となる。このため、貯留タンク４１において溶質
成分Ｓが沈降している場合であっても、沈降する溶質成分Ｓごと機能液を中継タンク４２
へ供給することができる。この構成により、貯留タンク４１に攪拌機構を設ける必要が無
いため、装置の複雑化を回避することができ、しかも低コスト化を実現することができる
。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、構成に加えて、図１０に示すように、液滴吐出ヘッ
ド２０と中継タンク４２との間で機能液Ｑを循環させる循環経路（循環部）４５が設けら
れた構成であっても構わない。制御部ＣＯＮＴは、例えば液滴吐出ヘッド２０による液滴
吐出動作中、あるいは、当該液滴吐出動作が行われないタイミングで、機能液Ｑを循環経
路４５に循環させる。この構成において、循環経路４５に機能液Ｑを循環させることで、
機能液Ｑを攪拌することができる。これにより、溶質成分の沈降を抑制することができる
。

また、上記実施形態においては、液滴吐出装置１は、２個のヘッドユニット２１を備え
ており、１個のヘッドユニット２１は、無色透明な透明機能液が供給される透明液ユニッ
トであり、もう１個のヘッドユニット２１は、例えば白色を含む有色の有色機能液が供給
される有色液ユニットであった。しかし、ヘッドユニットが備える吐出ヘッドが吐出する
機能液が同一であることは必須ではない。描画装置においては、色が異なるなど、複数種
類の異なる機能液を吐出してもよい。色が異なる複数種類の機能液を吐出することでカラ
ー描画も可能である。機能液の種類は、液滴吐出装置１のように複数のヘッドユニットを
備えてヘッドユニットごとに異ならせてもよいし、ヘッド組ごとに異ならせてもよいし、
液滴吐出ヘッドごとに異ならせてもよいし、ノズル列ごとに異ならせてもよい。吐出ノズ
ルごとに機能液を個別に供給できる液滴吐出ヘッドを用いて、吐出ノズルごとに異なる機
能液を吐出してもよい。なお、カラー描画を実施する際には、同じ着弾位置に、複数の、
例えば色が異なる機能液を着弾させることができる構成のヘッドユニット又は液滴吐出ヘ
ッドを用いたり、走査方法を用いたりすることで、より微細な描画が可能となる。調など
が変化する液状体であってもよい。

上記実施形態においては、液滴吐出装置１は、ヘッドユニット２１を２個備えていた。
しかし、描画装置が備えるヘッドユニットが２個であることは必須ではない。描画装置が
備えるヘッドユニットは、１つ又は３つ以上あってもよい。

上記実施形態においては、ヘッドユニット２１は、液滴吐出ヘッド２０を９個備えてい
たが、ヘッドユニットが備える吐出ヘッドが９個であることは必須ではない。ヘッドユニ
ットが備える吐出ヘッドは、いくつであってもよい。

上記実施形態においては、液滴吐出ヘッド２０は、多数の吐出ノズル２４が略一直線状
に並んだノズル列２４Ａを２列備えていたが、吐出ヘッドが備えるノズル列は何列であっ
てもよい。また、液滴吐出ヘッド２０が備える吐出ノズル２４は、ノズル列２４Ａの延在
方向において互いの位置がずれていたが、吐出ヘッドは、ノズル列の延在方向において、
略同一位置に位置する吐出ノズルを複数備える構成であってもよい。

上記実施形態においては、Ｘ軸走査機構によってワーク載置台３０をＸ軸方向に移動さ
せることでワークＷをＸ軸方向に移動し、Ｙ軸走査機構によって液滴吐出ヘッド２０をＹ
軸方向に移動することで、ワークＷと液滴吐出ヘッド２０とを平面方向において相対移動
させていた。描画対象物と吐出ヘッドとを相対移動させるために描画対象物と吐出ヘッド
の両方を移動させることは必須ではない。描画対象物と吐出ヘッドのいずれか一方を平面
方向に移動させることで、描画対象物と吐出ヘッドとを相対移動させる構成であってもよ
い。

ここで、上記説明において、液状体を液滴として吐出する液滴吐出法について説明する
。液滴吐出法の吐出技術としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換方式、電
気熱変換方式、静電吸引方式等が挙げられる。

帯電制御方式は、液状体に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で液状体の飛翔方向を制
御して吐出ノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、液状体に３０ｋ
ｇ／ｃｍ２程度の超高圧を印加して吐出ノズル先端側に液状体を吐出させるものであり、
制御電圧をかけない場合には液状体が直進して吐出ノズルから吐出され、制御電圧をかけ
ると液状体間に静電的な反発が起こり、液状体が飛散して吐出ノズルから吐出されない。
また、電気機械変換方式は、ピェゾ素子（圧電素子）がパルス的な電気信号を受けて変形
する性質を利用したもので、ピェゾ素子が変形することによって液状体を貯留した空間に
可接物質を介して圧力を与え、この空間から液状体を押し出して吐出ノズルから吐出させ
るものである。

また、電気熱変換方式は、液状体を貯留した空間内に設けたヒーターにより、液状体を
急激に気化させてバブル（泡）を発生させ、バブルの圧力によって空間内の液状体を吐出
させるものである。静電吸引方式は、液状体を貯留した空間内に微小圧力を加え、吐出ノ
ズルに液状体のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから液状体を引き出す
ものである。この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす
方式などの技術も適用可能である。

液滴吐出法は、液状体の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の液状体を
的確に配置できるという利点を有する。このうち、ピェゾ方式は、液状体に熱を加えない
ため、液状体の組成等に影響を与えないなどの利点を有する。本実施形態では、液状体選
択の自由度の高さ、及び液滴の制御性の良さの点から上記ピェゾ方式を用いる。

ＣＯＮＴ…制御部 ２０…液滴吐出ヘッド Ｓ…溶質成分 Ｑ…機能液 ４１…貯留タ
ンク（第二貯留部） ４２…中継タンク（第一貯留部） ４３、４４…供給チューブ ４
５…循環経路（循環部） ４２ｂ…攪拌機構（攪拌部）

Claims (6)

1. 所定の溶質成分を含む液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
   前記液体が貯留され、前記液滴吐出ヘッドに前記液体を供給する第一貯留部と、
   交換可能に設けられ、前記液体が貯留され、前記第一貯留部に前記液体を供給する第二
   貯留部と、
   前記第二貯留部が交換された後に前記第二貯留部に貯留されている液体を前記第一貯留
   部へ一動作で供給させる制御部と
   を備える液滴吐出装置。
2. 前記第一貯留部は、前記液体を攪拌する攪拌部を有する
   請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記第二貯留部は、複数設けられている
   請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記液滴吐出ヘッドと前記第一貯留部との間で前記液体を循環させる循環部
   を更に備える請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
5. 前記溶質成分は、白色の色素成分を含む
   請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
6. 所定の溶質成分を含む液体を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドと、
   前記液体が貯留され、前記液滴吐出ヘッドに前記液体を供給する第一貯留部と、
   交換可能に設けられ、前記液体が貯留され、前記第一貯留部に前記液体を供給する第二
   貯留部と
   を備える液滴吐出装置のメンテナンス方法であって、
   前記第二貯留部が交換された後に前記第二貯留部に貯留されている液体を前記第一貯留
   部へ一動作で供給させる
   液滴吐出装置のメンテナンス方法。

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