JP2023170408A - インクジェット印刷装置及びインク回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクを適切に回収することを容易に実現できるインクジェット印刷装置を提供すること。【解決手段】インクジェット印刷装置は、インクを貯留するインクタンクと、インクを吐出する複数の液滴吐出部を有するヘッドユニットと、前記インクタンクと前記ヘッドユニットとの間でインクを循環させるための循環配管と、前記ヘッドユニット内及び前記循環配管内のインクを回収するための回収配管と、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、インクジェット印刷装置及びインク回収方法に関する。

近年、インクジェット装置を用いてデバイスを製造する方法が注目されている。インクジェット装置は、液滴吐出を行う複数のノズルを有し、ノズルと印刷対象物との位置関係を制御しながらノズルから液滴を吐出することで、印刷対象物の印刷を行う。この種のインクジェット印刷装置の１つとして、ラインヘッドを備える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。ラインヘッドは、印刷対象物の幅方向に並設された複数のモジュールヘッド、言い換えれば、複数の吐出口を有する液滴吐出ヘッドを備える。このラインヘッドを、主走査方向と同一水平面内で直交する方向である副走査方向に並べて配置することで、幅の大きい印刷対象物に対して、１度の搬送工程で、インクを一括で塗布することができる。

特開２０１３－２８０４０号公報

印刷装置内に満たされている旧インクを新インクに入れ替える場合、循環配管内に存在する純粋な旧インクの回収後、洗浄液を循環配管内に充填させることで、循環配管に残った旧インクを薄める。以後、循環配管内の旧インクの濃度が、運用上問題のない目標濃度になるまで、循環配管内の液体の回収、循環配管内への洗浄液の充填を繰り返す。循環配管内の旧インクの濃度が目標濃度になったら、循環配管内内の液体の回収と、循環配管内への新インクの充填とを、循環配管内の新インクの濃度が目標濃度になるまで繰り返す。

しかしながら、適切にインクを吐出するために循環配管の構成に制約があるため、特許文献１に記載のような装置では、インクの回収方法および回収手段を柔軟に設計することができない。よって、適切にインクを回収することが困難になる。

本開示は、インクを適切に回収することを容易に実現できるインクジェット印刷装置及びインク回収方法を提供することを目的とする。

本開示のインクジェット印刷装置は、インクを貯留するインクタンクと、インクを吐出する複数の液滴吐出部を有するヘッドユニットと、前記インクタンクと前記ヘッドユニットとの間でインクを循環させるための循環配管と、前記ヘッドユニット内及び前記循環配管内のインクを回収するための回収配管と、を備える。

本開示のインク回収方法は、インクを貯留するインクタンクと、インクを吐出する複数の液滴吐出部を有するヘッドユニットと、前記インクタンクと前記ヘッドユニットとの間でインクを循環させるための循環配管と、回収配管と、を備えるインクジェット印刷装置が行うインク回収方法であって、前記インクジェット印刷装置は、前記ヘッドユニット内及び前記循環配管内のインクを、前記回収配管を介して回収する。

本開示のインクジェット印刷装置及びインク回収方法によれば、インクを適切に回収することを容易に実現できる。

実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成を示す模式図 実施形態に係る回収配管の内径を適切に設定しない場合の状態を示す断面図 実施形態に係る回収配管の内径を適切に設定した場合の状態を示す断面図 実施形態に係る回収配管の内径の設定方法を示す縦断面図 図３ＡのＢ－Ｂ線に沿う断面図 従来のインクジェット印刷装置の概略構成を示す模式図 従来の課題を示す循環配管の断面図 従来の課題を示す循環配管の断面図 実施形態に係るインクジェット印刷装置におけるインクの簡略された回収方法の説明図 実施形態に係るインクジェット印刷装置におけるインクの回収方法の説明図 実施形態に係るインクジェット印刷装置におけるインクの交換処理を示すフローチャート 変形例に係るインクジェット印刷装置の概略構成を示す模式図

［実施形態］
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、インクジェット印刷装置の概略構成を示す模式図である。図２Ａは、回収配管の内径を適切に設定しない場合の状態を示す断面図である。図２Ｂは、回収配管の内径を適切に設定した場合の状態を示す断面図である。図３Ａは、回収配管の内径の設定方法を示す縦断面図である。図３Ｂは、図３ＡのＢ－Ｂ線に沿う断面図である。なお、以下の説明及び各図において、インクジェット印刷装置からのインクの吐出方向に平行な方向をＺ軸方向、インクジェット印刷装置を構成するヘッドユニットの走査方向をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向と規定する。なお、本実施形態では、Ｚ軸方向が鉛直方向であり、インクの吐出方向が－Ｚ方向である場合について説明する。

まず、インクジェット印刷装置の概略構成について説明する。図１に示されるように、インクジェット印刷装置１は、インクタンクユニット１０と、ヘッドユニット２０と、循環配管３０と、回収配管４０と、を備える。なお、図１では、構成の理解を容易にするために、それぞれ１つずつのヘッドユニット２０、循環配管３０及び回収配管４０の組を、１つだけ図示しているが、インクジェット印刷装置１は、ヘッドユニット２０、循環配管３０及び回収配管４０の組を複数備える。

インクタンクユニット１０は、本開示のインクタンクの一例である。インクタンクユニット１０は、インタンク１１と、アウトタンク１２と、バッファタンク１３と、供給タンク１４と、回収タンク１５と、中間タンク１６と、を備える。インタンク１１、アウトタンク１２及びバッファタンク１３は、ヘッドユニット２０より上方に配置されている。

インタンク１１には、循環配管３０を構成する往路配管３１の一端（上端）が接続されている。インタンク１１は、往路配管３１を介してヘッドユニット２０に送液する液体を貯蔵する。

アウトタンク１２には、循環配管３０を構成する復路配管３２の一端（上端）が接続されている。アウトタンク１２は、復路配管３２を介して、ヘッドユニット２０から戻ってくる液体を貯蔵する。

バッファタンク１３は、インタンク１１とアウトタンク１２の間に配置されている。バッファタンク１３は、第１ポンプＰ１が配置された配管１７Ａを介してインタンク１１に接続されている。バッファタンク１３は、第２ポンプＰ２が配置された配管１７Ｂを介してアウトタンク１２に接続されている。バッファタンク１３は、インタンク１１にインクを供給したり、アウトタンク１２からインクを回収したりする。

供給タンク１４は、配管１７Ｃを介してバッファタンク１３に接続されている。供給タンク１４は、バッファタンク１３に液体を供給する。

回収タンク１５は、配管１７Ｃから分岐した配管１７Ｄを介してバッファタンク１３に接続されている。回収タンク１５は、バッファタンク１３から送液される液体であって、ヘッドユニット２０内及び循環配管３０内の洗浄に利用されたインク又は洗浄液を貯蔵する。

中間タンク１６には、回収配管４０の一端（上端）が接続されている。中間タンク１６は、配管１７Ｅを介してバッファタンク１３に接続されている。

また、各タンク１１，１２，１３，１４，１５，１６には、空気圧回路が配置されている。液体の循環に必要なインタンク１１、アウトタンク１２及びバッファタンク１３には、液面センサが配置されている。インタンク１１、アウトタンク１２及びバッファタンク１３の液面の位置は、第１，第２ポンプＰ１，Ｐ２の駆動状態により制御される。

インクジェット印刷装置１は、空気圧回路及び第１，第２ポンプＰ１，Ｐ２を含む液体循環装置により、液体に駆動圧力を印加して、作動中に、インクタンクユニット１０とヘッドユニット２０との間で液体を絶えず循環させることが好ましい。

ヘッドユニット２０は、上流側分配タンク２１と、複数の液滴吐出部２２（図１では、１つの液滴吐出部２２のみを図示）と、下流側分配タンク２３と、を備える。

上流側分配タンク２１には、往路配管３１の他端（下端）が接続されている。上流側分配タンク２１は、往路配管３１を介してインタンク１１から供給されるインクを、液滴吐出部２２に供給する。

液滴吐出部２２は、圧電アクチュエータ、振動板、圧力室及びノズル等を含む。液滴吐出部２２は、上流側分配タンク２１から供給されるインクを、圧電アクチュエータを駆動させることによりノズルから吐出する。

下流側分配タンク２３には、復路配管３２の他端（下端）が接続されている。下流側分配タンク２３には、液滴吐出部２２に供給されたインクのうち、液滴吐出部２２から吐出されなかったインクが流入する。下流側分配タンク２３に流入したインクは、復路配管３２を介して、アウトタンク１２に戻る。

循環配管３０は、インクタンクユニット１０とヘッドユニット２０との間で、インクを循環させる。循環配管３０は、往路配管３１と、復路配管３２と、を備える。往路配管３１は、鉛直下方に延びる第１往路鉛直部３１Ａと、第１往路鉛直部３１Ａの下端から斜め下方に延びる往路傾斜部３１Ｂと、往路傾斜部３１Ｂの下端から鉛直下方に延びる第２往路鉛直部３１Ｃと、を備える。復路配管３２は、鉛直下方に延びる第１復路鉛直部３２Ａと、第１復路鉛直部３２Ａの下端から斜め下方に延びる復路傾斜部３２Ｂと、復路傾斜部３２Ｂの下端から鉛直下方に延びる第２復路鉛直部３２Ｃと、を備える。第１，第２往路鉛直部３１Ａ，３１Ｃ、及び、第１，第２復路鉛直部３２Ａ，３２Ｃは、液体を鉛直方向に案内する。往路傾斜部３１Ｂ及び復路傾斜部３２Ｂは、液体を水平面に対して傾斜する方向に案内する。つまり、循環配管３０は、水平方向に延びる部位であって、液体を水平方向に案内する部位を有さないように構成されている。

第２往路鉛直部３１Ｃの途中には、往路用流路切替部５１が配置されている。第２復路鉛直部３２Ｃの途中には、復路用流路切替部５２が配置されている。往路用流路切替部５１及び復路用流路切替部５２は、本開示の流路切替部の一例である。往路用流路切替部５１には、回収配管４０の他端（下側の端部）が接続されている。往路用流路切替部５１と復路用流路切替部５２とは、流路切替部接続配管５３により接続されている。往路用流路切替部５１及び復路用流路切替部５２は、例えば弁により構成され、これらに接続された所定の配管から流入する液体を、残りの配管のうち少なくとも１つの配管に流出させるように構成されている。

往路配管３１における第１往路鉛直部３１Ａ及び往路傾斜部３１Ｂを含む部位と、復路配管３２における第１復路鉛直部３２Ａ及び復路傾斜部３２Ｂを含む部位とは、ヘッドユニット２０のＹ軸方向の移動に追従するように曲がっている。本実施形態では、往路傾斜部３１Ｂ及び復路傾斜部３２Ｂの水平面に対する傾斜角度は。３°に設定されているが、３°を超える角度、又は、３°未満の角度であっても良い。往路傾斜部３１Ｂ及び復路傾斜部３２Ｂの傾斜角度が大きくなると、インクタンクユニット１０の液面とヘッドユニット２０のノズル面との水頭差が大きくなり、その分、インクタンクユニット１０を構成するタンク内の圧力を下げる必要が発生する。この場合、インクに含まれる溶媒の蒸発が促進されることにより、インクの粘度が上昇して、粘度が上昇したインクがヘッドユニット２０のノズルを詰まらせてしまう恐れがある。往路傾斜部３１Ｂ及び復路傾斜部３２Ｂの傾斜角度を設計する際、上述された要因、又は、設備の高さ制限等の要因を考慮して、設計を行えば良い。

往路配管３１及び復路配管３２の長さは、各ヘッドユニット２０の位置に依存するため、それぞれ異なっている。インクタンクユニット１０から一番離れたヘッドユニット２０までの往路配管３１及び復路配管３２の長さは４７２０ｍｍ、一番近いヘッドユニット２０までの往路配管３１及び復路配管３２の長さは８８０ｍｍに設定されている。

往路配管３１及び復路配管３２の内径は、式（１）に示されるハーゲンポアズイユの圧力損失の式に基づいて、往路配管３１及び復路配管３２に接続されたヘッドユニット２０毎に算出されている。

式（１）において、流体密度ρ、粘度μ及び流量Ｑを定数と考えることが可能であるため、それらを定数Ｃ₁として、ヘッドユニット２０毎の圧力損失ΔＦが、１０^-1［ｋＰａ］の桁まで等しくなるような往路配管３１及び復路配管３２の内径Ｄ、及び、長さＬを算出した。

回収配管４０は、ヘッドユニット２０内及び循環配管３０内のインクを回収するために配置されている。回収配管４０は、鉛直下方に延びる第１回収鉛直部４０Ａと、第１回収鉛直部４０Ａの下端から斜め下方に延びる回収傾斜部４０Ｂと、回収傾斜部４０Ｂの下端から鉛直下方に延びる第２回収鉛直部４０Ｃと、第２回収鉛直部４０Ｃの下端と往路用流路切替部５１とを接続する回収接続部４０Ｄと、を備える。第１，第２回収鉛直部４０Ａ，４０Ｃは、液体を鉛直方向に案内する。回収傾斜部４０Ｂは、液体を水平面に対して傾斜する方向に案内する。

回収配管４０における第１回収鉛直部４０Ａ及び回収傾斜部４０Ｂを含む部位は、ヘッドユニット２０のＹ軸方向の移動に追従するように曲がっている。本実施形態では、回収傾斜部４０Ｂの水平面に対する傾斜角度は。３°に設定されているが、３°を超える角度、又は、３°未満の角度であっても良い。

回収接続部４０Ｄの途中の部位は、バイパス配管５４を介して、流路切替部接続配管５３に接続されている。このような構成により、復路用流路切替部５２から流出する液体を、往路用流路切替部５１を経由せずに、回収配管４０に流入させることができる。

また、回収配管４０としては、その内径が往路配管３１及び復路配管３２の内径よりも小さい細い配管を使用している。回収配管４０の内径を適切に設定しないと、図２Ａに示されるように、回収配管４０内のインクＥのメニスカスＥｍが壊れて、インクＥの気液分離が発生する。しかし、回収配管４０の内径を適切に設定すると、図２Ｂに示されるように、回収配管４０内のインクＥのメニスカスＥｍが壊れずに、メニスカスＥｍがが空気層Ｋに押されることにより、インクＥを送液することができる。回収配管４０の内径は、中間タンク１６に負圧を印加して、回収配管４０を介してインクを吸い上げる際に、水平面に平行な部位が回収配管４０に存在していても、インクのメニスカスが壊れない（途切れない）ことを満たす大きさに設定されている。

回収配管４０の内径の設定方法について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。図３Ａに示されるＴは配管８１に対するインクＥの界面張力、θは配管８１に対するインクＥの接触角、Ｒは配管８１の内半径を、それぞれ表す。図３Ｂに示されるＭｇは単位長さ当たりのインクＥの重力、φは水平面に対する角度、ｒは半径方向長さを、それぞれ表す。図３Ｂに示されるように、単位長さ当たりのインクＥの重力Ｍｇに比べて、界面張力Ｔｓｉｎθの上方向の成分が大きければ、インクＥのメニスカスが壊れて、配管８１の径方向でのインクＥの気液分離が発生しないと言える。回収配管４０の内径の設定に用いる式を、以下の式（２）に示す。

インクＥの界面張力Ｔ、接触角θ、流体密度ρはそれぞれ３０［ｍＮ／ｍ]、６５°、９５０［ｋｇ／ｍ³]であり、それらを式（２）に代入すると、配管８１の内半径Ｒは、１．８ｍｍ未満になる。本実施形態では、回収配管４０の内径を、式（２）から得られた結果を満たす２ｍｍに設定した。なお、使用する液体の物性値Ｔ、θ、ρの値により、回収配管４０の上記式（２）を満たす内半径Ｒは変化する。

次に、本実施形態のインクジェット印刷装置１の動作について説明する前に、従来のインクジェット印刷装置９について説明する。図４は、従来のインクジェット印刷装置の概略構成を示す模式図である。図５Ａ及び図５Ｂは、従来の課題を示す循環配管の断面図である。なお、インクジェット印刷装置９におけるインクジェット印刷装置１と同じ構成については、同一符号及び同一名称を付し、説明を省略、又は、簡略にする。

図４に示されるように、インクジェット印刷装置９は、インクタンクユニット９１と、複数のヘッドユニット２０と、循環配管９２と、を備える。図４では、構成の理解を容易にするために、それぞれ１つずつのヘッドユニット２０及び循環配管９２の組を、１つだけ図示しているが、インクジェット印刷装置９は、ヘッドユニット２０及び循環配管９２の組を複数備える。

インクタンクユニット９１は、インクタンクユニット１０が備える構成のうち、中間タンク１６及び配管１７Ｅ以外の構成を備える。

循環配管９２は、往路配管９３と、復路配管９４と、を備える。往路配管９３は、第１往路鉛直部３１Ａと、第１往路鉛直部３１Ａの下端から水平方向に延びる往路水平部９３Ｂと、往路水平部９３Ｂの下端に接続された第２往路鉛直部３１Ｃと、を備える。復路配管９４は、第１復路鉛直部３２Ａと、第１復路鉛直部３２Ａの下端から水平下方に延びる復路水平部９４Ｂと、復路水平部９４Ｂに接続された第２復路鉛直部３２Ｃと、を備える。往路水平部９３Ｂ及び復路水平部９４Ｂは、液体を水平方向に案内する。つまり、循環配管９２は、水平方向に延びる部位であって、液体を水平方向に案内する部位を有するように構成されている。

従来のインクジェット印刷装置９と本実施形態のインクジェット印刷装置１とを比較すると、インクジェット印刷装置９に回収配管４０が配置されていない点と、循環配管９２が液体を水平方向に案内する往路水平部９３Ｂ及び復路水平部９４Ｂを有する点と、が相違する。このような相違点を有する従来のインクジェット印刷装置９は、例えば、アウトタンク１２に負圧を印加する一方で、インタンク１１に正圧を印加することにより、矢印Ｄ９に示される方向への空気の流れを形成する。循環配管９２内及びヘッドユニット２０内のインクは、矢印Ｄ９に示される空気の流れと同じ方向に案内されて、アウトタンク１２で回収される。つまり、従来のインクジェット印刷装置９は、回収配管４０と比べて内径が大きい循環配管９２を用いて、循環配管９２内及びヘッドユニット２０内のインクを回収する。

図４に示されるインクジェット印刷装置９では、１台のヘッドユニット２０を使用する印刷装置に比べてノズルが多いため、インクの分流量が増える。分流量が増えると、一時的な流量変化により圧力損失が急激に変化するため、その変化を抑えることを目的として、インクジェット印刷装置９では、循環配管９２の内径を大きくしている。しかしながら、循環配管９２の内径を大きくすると、インクジェット印刷装置９内のインクを回収する際、図５Ａに示されるように、循環配管９２内においてインクＥのメニスカスＥｍが壊れて、循環配管９２の径方向での気液分離が発生し、気層のみが流動的に吸い上げられて、液層であるインクＥの回収が困難になる。そのため、循環配管９２内のインクＥを回収する際、図５Ｂに示されるように、インクＥが循環配管９２内に滞留する恐れがある。このように、従来のインクジェット印刷装置９では、適切なインクの吐出と適切なインクの回収を両立させるためには、循環配管９２の設計に制約があった。

また、往路水平部９３Ｂにおいて、インクが重力により下方に案内されないため、インクのメニスカスが壊れると、往路水平部９３Ｂに滞留する恐れがある。以上説明したように、従来のインクジェット印刷装置９は、循環配管９２内及びヘッドユニット２０内のインクを完全に回収することは困難であった。

なお、インクジェット印刷装置９におけるインク交換時に使用する洗浄液についても、インクと同様の方法により回収される。このため、インクジェット印刷装置９は、循環配管９２内及びヘッドユニット２０内の洗浄液を完全に回収することが困難な場合があった。

次に、本実施形態のインクジェット印刷装置１の動作について説明する。まず、インクジェット印刷装置１の運転中におけるインクの循環方法について、図１を参照しながら説明する。

インクジェット印刷装置１は、往路配管３１における往路用流路切替部５１よりも上側の部位が下側の部位のみに連通する循環状態になるように、往路用流路切替部５１を制御する。インクジェット印刷装置１は、復路配管３２における復路用流路切替部５２よりも上側の部位が下側の部位のみに連通する循環状態になるように、復路用流路切替部５２を制御する。図１の矢印Ｊに示されるように、液体循環装置は、インクを常に一定方向に流す。つまり、インクは、インタンク１１から往路配管３１を介してヘッドユニット２０に流れ、復路配管３２を介してアウトタンク１２に流れる。液体循環装置は、アウトタンク１２、バッファタンク１３及びインタンク１１における液面制御を行い、インクタンクユニット１０とヘッドユニット２０との間で、インクを循環させる。なお、インクジェット印刷装置１におけるインク交換時に使用する洗浄液についても、インクと同様の方法により循環される。

次に、インクジェット印刷装置１におけるインクの回収方法について、図６を参照しながら説明する。図６は、インクジェット印刷装置におけるインクの簡略された回収方法の説明図である。図７は、インクジェット印刷装置におけるインクの回収方法の説明図である。インクジェット印刷装置１のインクを回収する際、往路配管３１内のインクの回収処理、復路配管３２内のインクの回収処理、及び、ヘッドユニット２０内のインクの回収処理を、それぞれ別々に行う。なお、インクジェット印刷装置１におけるインク交換時に使用する洗浄液についても、インクと同様の方法により回収される。

まず、往路配管３１内のインクの回収処理を行う場合、インクジェット印刷装置１は、往路配管３１における往路用流路切替部５１よりも上側の部位が回収配管４０のみに連通する回収状態になるように、往路用流路切替部５１を制御する。そして、インクジェット印刷装置１は、中間タンク１６に負圧を印加する一方で、インタンク１１に正圧を印加する。このような制御により、図６の矢印Ｄ１に示される方向への空気の流れが形成され、当該空気の流れにより、往路配管３１内のインクは、往路用流路切替部５１及び回収配管４０を経由して、中間タンク１６に案内される。

復路配管３２内のインクの回収処理を行う場合、インクジェット印刷装置１は、復路配管３２における復路用流路切替部５２よりも上側の部位が流路切替部接続配管５３のみに連通する回収状態になるように、復路用流路切替部５２を制御する。インクジェット印刷装置１は、流路切替部接続配管５３を介してインクが回収配管４０又は往路配管３１に流れることを阻止する回収状態になるように、往路用流路切替部５１を制御する。そして、インクジェット印刷装置１は、中間タンク１６に負圧を印加する一方で、アウトタンク１２に正圧を印加する。このような制御により、図６の矢印Ｄ２に示される方向への空気の流れが形成され、当該空気の流れにより、復路配管３２内のインクは、復路用流路切替部５２、流路切替部接続配管５３、バイパス配管５４及び回収配管４０を経由して、中間タンク１６に案内される。なお、流路切替部接続配管５３が回収配管４０のみに連通する回収状態になるように往路用流路切替部５１を制御して、流路切替部接続配管５３内のインクを、往路用流路切替部５１及び回収配管４０を経由させて、中間タンク１６に案内するようにしても良い。

ヘッドユニット２０内のインクの回収処理を行う場合、インクジェット印刷装置１は、復路配管３２における復路用流路切替部５２よりも上側の部位が下側の部位のみに連通する回収状態になるように、復路用流路切替部５２を制御する。インクジェット印刷装置１は、往路配管３１における往路用流路切替部５１よりも下側の部位が回収配管４０のみに連通する回収状態になるように、往路用流路切替部５１を制御する。そして、インクジェット印刷装置１は、中間タンク１６に負圧を印加する一方で、アウトタンク１２に正圧を印加する。このような制御により、図６の矢印Ｄ３に示される方向への空気の流れが形成され、当該空気の流れにより、ヘッドユニット２０内のインクは、往路配管３１における往路用流路切替部５１よりも下側の部位、往路用流路切替部５１及び回収配管４０を経由して、中間タンク１６に案内される。また、図６の矢印Ｄ３に示される方向への空気の流れにより、往路配管３１における往路用流路切替部５１よりも下側の部位内、及び、復路配管３２における復路用流路切替部５２よりも下側の部位内のインクも、中間タンク１６に案内される。

なお、以下のようにして、ヘッドユニット２０内のインクの回収処理を行っても良い。インクジェット印刷装置１は、往路配管３１における往路用流路切替部５１よりも上側の部位が下側の部位のみに連通する回収状態になるように、往路用流路切替部５１を制御する。インクジェット印刷装置１は、復路配管３２における復路用流路切替部５２よりも下側の部位が流路切替部接続配管５３のみに連通する回収状態になるように、復路用流路切替部５２を制御する。そして、インクジェット印刷装置１は、中間タンク１６に負圧を印加する一方で、インタンク１１に正圧を印加する。このような制御により、往路用流路切替部５１、ヘッドユニット２０、復路用流路切替部５２、流路切替部接続配管５３、バイパス配管５４、回収配管４０の順に流れる空気の流れが形成され、当該空気の流れにより、ヘッドユニット２０内のインクは、中間タンク１６に案内される。また往路配管３１における往路用流路切替部５１よりも下側の部位内、及び、復路配管３２における復路用流路切替部５２よりも下側の部位内のインクも、中間タンク１６に案内される。

インクジェット印刷装置１は、上述された往路配管３１内、復路配管３２内及びヘッドユニット２０内のインクの回収処理を行った後、中間タンク１６に溜められたインクを、図６の矢印Ｄ４で示されるように、バッファタンク１３を経由させて、回収タンク１５に送液する。

なお、往路用流路切替部５１及び復路用流路切替部５２の制御により、往路配管３１と復路配管３２の少なくとも一方の内部のインクと、ヘッドユニット２０内のインクの回収を、同時に行っても良い。また、中間タンク１６に溜められたインクを、図示されない廃液タンクに直接送液するようにしても良い。また、インクが溜められた中間タンク１６をインクジェット印刷装置１から取り外し、当該取り外された中間タンク１６内のインクを回収するようにしても良い。

上記説明では図６を用いたが、図７に示されるように、インクジェット印刷装置１は、ヘッドユニット２０、循環配管３０及び回収配管４０の組を複数備える（図７では、２組のみを図示）。インクジェット印刷装置１のインクを回収する際には、インクジェット印刷装置１は、上述されたように、インタンク１１、アウトタンク１２、中間タンク１６、各組の往路用流路切替部５１及び復路用流路切替部５２を回収状態になるように制御して、矢印Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３で示される方向の空気の流れを形成して、各組のヘッドユニット２０内及び循環配管３０内のインクを中間タンク１６に案内する。そして、インクジェット印刷装置１は、中間タンク１６に溜められたインクを、矢印Ｄ４で示されるように、バッファタンク１３を経由させて、回収タンク１５に送液する。

上述されたように、インクジェット印刷装置１は、循環配管３０とは異なる回収配管４０を用いて、ヘッドユニット２０内及び循環配管３０内のインクを回収する。このため、インク回収時におけるインク（液体）のメニスカスの破壊を考慮することなく、インクの吐出を適切に行えるように、循環配管３０の設計を行うことができる。また、回収配管４０の内径をインクのメニスカスが壊れない大きさにすることにより、インクを容易に回収することができる。また、回収配管４０の内径を洗浄液（液体）のメニスカスが壊れない大きさにすることにより、洗浄液を容易に回収することができる。したがって、循環配管３０の構成に制約を伴うことなく、インクを適切に回収することを容易に実現できるインクジェット印刷装置１を提供することができる。

なお、循環配管３０とは異なる回収配管４０を用いてインクを回収するインクジェット印刷装置１において、回収配管４０内にポンプを配置することもできる。このような構成にすれば、回収時に回収配管４０内のポンプを駆動させることによりインクの回収効率を上げることができる一方で、循環配管３０を用いるインクの吐出に影響を与えることがない。また、循環配管３０が可撓性を有する場合、インク又は洗浄液の回収時に、第１往路鉛直部３１Ａ及び往路傾斜部３１Ｂのうち少なくとも一方を水平面に対して直交するように変形させることもできる。このような構成にすれば、往路配管３１又は復路配管３２内のインク又は洗浄液を自重により下方に流すことができ、往路配管３１又は復路配管３２内にインク又は洗浄液が残ることを抑制することができる。

回収配管４０の内径は、循環配管３０の内径よりも小さい。内径が小さい配管では、液体の体積を表面積で除した値が小さく、体積力に対して表面力が支配的となる。すなわち、界面張力の影響が顕著となる。したがって、回収配管４０を用いた液体（インク及び洗浄液のうち少なくとも一方）の回収中に、回収配管４０内で液体のメニスカスが壊れることを抑制することができ、液体を容易に回収することができる。また、循環配管３０の内径を十分に大きくすることにより、印刷時における圧力損失が急激に変化することを抑制することができる。

循環配管３０は、水平方向に液体を案内する部位を有さないように構成されている。このため、循環配管３０内の液体を重力により下方へ移動させることができる。したがって、下方へ移動した液体を回収配管４０を利用して回収することにより、液体の回収効率を上げることができる。

インクジェット印刷装置１は、往路用流路切替部５１及び復路用流路切替部５２を循環状態にすることにより、インクをインクタンクユニット１０とヘッドユニット２０との間で循環させる一方で、回収状態にすることにより、ヘッドユニット２０内及び循環配管３０内のインクを回収するように構成されている。このため、往路用流路切替部５１及び復路用流路切替部５２の状態を制御するだけで、インクの循環状態と回収状態とを切り替えることができる。

次に、インクジェット印刷装置１におけるインクの交換処理について、図８を参照しながら説明する。図８は、インクジェット印刷装置１におけるインクの交換処理を示すフローチャートである。

インクジェット印刷装置１に旧インクが入っている状態において、旧インクを新インクに入れ替える場合、図８に示されるように、インクジェット印刷装置１は、旧インクの循環を停止する（ステップＳ１）。この後、インクジェット印刷装置１は、上述されたインクの回収方法を用いて、循環配管３０内及びヘッドユニット２０内の旧インクを回収する（ステップＳ２）。

次に、インクジェット印刷装置１は、循環配管３０及びヘッドユニット２０を洗浄する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理において、インクジェット印刷装置１は、循環配管３０内及びヘッドユニット２０内を供給タンク１４から供給される洗浄液で満たす処理と、上述されたインクの回収方法を用いて循環配管３０内及びヘッドユニット２０内の液体を回収する処理とを、回収後の液体に含まれる洗浄液の濃度が、例えば９９．９％以上になるまで繰り返す。回収後の液体に含まれる洗浄液の濃度計測は、屈折率計を用いて行うことができる。洗浄液の屈折率と液体に含まれる洗浄液の濃度は比例関係にあたるため、予め洗浄液の屈折率を計測しておくことにより、液体に含まれる洗浄液の濃度を計測することができる。なお、液体に含まれる洗浄液の濃度計測は、屈折率計ではなく、分光器又はその他の計測機を用いて行われても良い。

循環配管３０及びヘッドユニット２０の洗浄処理が終了したら、インクジェット印刷装置１は、循環配管３０内及びヘッドユニット２０内の洗浄液を除去する（ステップＳ４）。ステップＳ４の処理において、インクジェット印刷装置１は、循環配管３０内及びヘッドユニット２０内を供給タンク１４から供給される新インクで満たす処理と、上述されたインクの回収方法を用いて循環配管３０内及びヘッドユニット２０内の液体を回収する処理とを、回収後の液体に含まれる新インクの濃度が、例えば９９．９％以上になるまで繰り返す。回収後の液体に含まれる新インクの濃度計測は、ステップＳ３の処理における洗浄液の濃度計測と同様の方法により行われても良い。回収後の液体に含まれる新インクの濃度が例えば９９．９％以上になったら、インクジェット印刷装置１は、循環配管３０内及びヘッドユニット２０内を新インクで満たす（ステップＳ５）。以上により、インクジェット印刷装置１におけるインクの交換処理が終了する。なお、本実施形態では、インクは、着色剤だけではなく、はんだ、並びに、液晶ディスプレイ（例えば、カラーフィルター）、ペロブスカイト太陽光電池、および、電池のセパレーターなどを製造するための半固体および液体の材料等を含む。

上述されたように、循環配管３０とは異なる回収配管４０を用いることにより、ヘッドユニット２０内及び循環配管３０内の液体を容易に回収することができるため、インクの交換処理の所要時間を削減することができる。

［変形例］
なお、本開示は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

例えば、図９に示されるインクジェット印刷装置１００は、インクタンクユニット１１０と、ヘッドユニット２０と、循環配管３０と、回収配管４０と、を備える。図９では、構成の理解を容易にするために、それぞれ１つずつのヘッドユニット２０、循環配管３０及び回収配管４０の組を、１つだけ図示しているが、インクジェット印刷装置１００は、ヘッドユニット２０、循環配管３０及び回収配管４０の組を複数備える。インクタンクユニット１１０は、インクタンク１１１と、中間タンク１６と、を備える。インクタンク１１１には、往路配管３１の一端（上端）と、復路配管３２の一端（上端）と、配管１７Ｃの上端と、が接続されている。インクタンク１１１は、配管１１７Ａを介して中間タンク１６に接続されている。往路配管３１の第１往路鉛直部３１Ａの途中には、ポンプＰ３が配置されている。インクジェット印刷装置１００のインクを回収する際には、インクジェット印刷装置１００は、インタンク１１又はアウトタンク１２の代わりにインクタンク１１１に正圧を印加すること以外は、上記実施形態の回収方法と同様に、中間タンク１６、往路用流路切替部５１及び復路用流路切替部５２を制御して、矢印Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３で示される方向の空気の流れを形成して、インクを中間タンク１６に案内する。インクジェット印刷装置１００は、中間タンク１６に溜められたインクを、矢印Ｄ４で示されるように、インクタンク１１１を経由させて、回収タンク１５に送液する。

往路配管３１に、往路傾斜部３１Ｂの代わりに往路水平部９３Ｂを設けても良いし、復路配管３２に、復路傾斜部３２Ｂの代わりに復路水平部９４Ｂを設けても良い。

本開示は、インクジェット印刷装置及びインク回収方法に適用することができる。

１，９，１００ インクジェット印刷装置
１０，９１，１１０ インクタンクユニット
１１ インタンク
１２ アウトタンク
１３ バッファタンク
１４ 供給タンク
１５ 回収タンク
１６ 中間タンク
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，８１，１１７Ａ 配管
２０ ヘッドユニット
２１ 上流側分配タンク
２２ 液滴吐出部
２３ 下流側分配タンク
３０，９２ 循環配管
３１，９３ 往路配管
３１Ａ 第１往路鉛直部
３１Ｂ 往路傾斜部
３１Ｃ 第２往路鉛直部
３２，９４ 復路配管
３２Ａ 第１復路鉛直部
３２Ｂ 復路傾斜部
３２Ｃ 第２復路鉛直部
４０ 回収配管
４０Ａ 第１回収鉛直部
４０Ｂ 回収傾斜部
４０Ｃ 第２回収鉛直部
４０Ｄ 回収接続部
５１ 往路用流路切替部
５２ 復路用流路切替部
５３ 流路切替部接続配管
５４ バイパス配管
９３Ｂ 往路水平部
９４Ｂ 復路水平部
１１１ インクタンク
Ｅ インク
Ｅｍ メニスカス
Ｋ 空気層
Ｐ１ 第１ポンプ
Ｐ２ 第２ポンプ
Ｐ３ ポンプ

Claims (5)

1. インクを貯留するインクタンクと、
   インクを吐出する複数の液滴吐出部を有するヘッドユニットと、
   前記インクタンクと前記ヘッドユニットとの間でインクを循環させるための循環配管と、
   前記ヘッドユニット内及び前記循環配管内のインクを回収するための回収配管と、を備える、
   インクジェット印刷装置。
2. 前記回収配管の内径は、前記循環配管の内径よりも小さい、
   請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
3. 前記インクタンクは、前記ヘッドユニットよりも上方に配置され、
   前記循環配管は、水平方向にインクを案内する部位を有さない、
   請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
4. 前記回収配管は、前記循環配管に接続され、
   前記回収配管と前記循環配管との接続部位には、インクを前記循環配管内で循環させる循環状態と、インクを前記回収配管を介して回収する回収状態とを切り替える流路切替部が配置されている、
   請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
5. インクを貯留するインクタンクと、インクを吐出する複数の液滴吐出部を有するヘッドユニットと、前記インクタンクと前記ヘッドユニットとの間でインクを循環させるための循環配管と、回収配管と、を備えるインクジェット印刷装置が行うインク回収方法であって、
   前記インクジェット印刷装置は、
   前記ヘッドユニット内及び前記循環配管内のインクを、前記回収配管を介して回収する、
   インク回収方法。

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