JP2012035471A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な液体を供給して吐出することができる液滴吐出装置を提供すること。
【解決手段】本発明にかかる液滴吐出装置は、液体を収容する収容部と、前記収容部と接続され、前記収容部から前記液体が供給される第１供給管と、前記第１供給管と接続され、前記第１供給管から前記液体が供給される容器と、前記容器から供給される前記液体を吐出するヘッドと、前記容器内の前記液体を攪拌させる攪拌手段と、を有し、前記容器の容積は、前記第１供給管の容積以上であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液滴吐出装置に関する。

従来から、インクを収容するインクタンクからインク供給管を介して、インクを吐出可能な吐出ヘッドに供給するインク供給システムについて知られている。このようなインク供給システムを用いた場合、吐出ヘッドにインクの供給が行われた後、インクの供給が長時間行われないと、インク供給管の流路内に残留したインクに含まれる成分が沈降することがある。インクに含まれる成分が沈降すると、再度吐出ヘッドにインクを供給する際に、吐出ヘッドにインクの安定供給ができなかったり、吐出不良が発生したりすることがある。

特に、インクの成分として無機顔料（例えば酸化チタン等）や金属顔料（例えばアルミニウム）等を含む場合には、溶媒との比重差の点から、これらの顔料が沈降しやすいという問題がある。

例えば、特許文献１には、インク流路内に常に一定量のインクを保持させるサブタンクを設けたインク供給システムについて記載されている。また、特許文献１には、サブタンク内のインクを攪拌するためにサブタンク内に攪拌球を設けること等について記載されている。このようなサブタンクを設けることによって、インクに含まれる顔料等の成分の沈降を低減させることができる。

特開２００６−２７２６４８号公報

しかしながら、前述の従来技術において、インク供給システムが長時間停止した後にインクの供給を開始すると、インク流路内の顔料濃度の低い上澄み部分の液体がサブタンク内に供給され、液体に含まれる顔料の濃度をサブタンク内で十分に回復できない場合があった。そのため、顔料濃度の低い液体がヘッドに供給され、ヘッドから良好な液体を吐出できない場合があった。

本発明のいくつかの態様にかかる目的の１つは、良好な液体を供給でき吐出することができる液滴吐出装置を提供することにある。

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

［適用例１］
本発明に係る液滴吐出装置の態様の１つは、
液体を収容する収容部と、
前記収容部と接続され、前記収容部から前記液体が供給される第１供給管と、
前記第１供給管と接続され、前記第１供給管から前記液体が供給される容器と、
前記容器から供給される前記液体を吐出するヘッドと、
前記容器内の前記液体を攪拌させる攪拌手段と、
を有し、
前記容器の容積は、前記第１供給管の容積以上である。

適用例１の記載の発明によれば、液体に沈降し得る成分が含まれている場合において、沈降し得る成分が第１供給管内で沈降して上澄み成分が容器内に供給されることになっても、容器の容積が第１供給管の容積以上であるので、容器内で実用上問題の無い水準まで液体に含まれる沈降し得る成分の濃度を回復することができる。これにより、沈降し得る成分の濃度低下の低減された液体をヘッドに供給することができ、ヘッドから良好な液体を吐出することができる。

［適用例２］
適用例１において、
さらに、前記容器および前記ヘッドを搭載して所定方向に往復移動するキャリッジを有することができる。

適用例２に記載の発明によれば、キャリッジの往復運動に伴って容器が所定の方向に移動するので、容器内の液体を容易に攪拌することができる。

［適用例３］
適用例１または適用例２において、
前記容器の容積は、前記第１供給管の容積の５倍以下であることができる。

適用例３に記載の発明によれば、容器の容積が第１供給管の容積の５倍以下であるので、容器がキャリッジに搭載されている場合において、キャリッジの移動を妨げることなく、良好な液体をヘッドに供給することができる。

［適用例４］
適用例１または適用例３のいずれか１例において、
前記容器の容積は、前記第１供給管の容積の１．５倍以上５倍以下であることができる。

適用例４に記載の発明によれば、液体に沈降し得る成分が含まれている場合において、沈降し得る成分の濃度低下がさらに低減された液体をヘッドに供給することができ、ヘッドからより良好な液体を吐出することができる。

［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれか１例において、
前記容器内の前記液体を前記攪拌手段により攪拌させながら、前記ヘッドから前記液体を吐出させることができる。

適用例５に記載の発明によれば、容器内で十分に攪拌された液体をヘッドに供給できるので、ヘッドから良好な液体を吐出することができる。

［適用例６］
適用例１ないし適用例５のいずれか１例において、
前記容器および前記ヘッドを接続する第２供給管と、
前記第２供給管の容積と前記ヘッドの容積とを合わせた容積以上の前記液体を排出させる手段と、
を有し、
前記容器の容積は、前記第２供給管の容積と前記ヘッドの容積との合計以上であることができる。

適用例６に記載の発明によれば、容器内の液体の排出を行う場合において、容器内の液体を全て排出すると、第２供給管およびヘッド内が容器から供給された液体で占められる。このとき、第２供給管およびヘッド内の液体は、容器内で十分攪拌されたものである。そのため、ヘッドから液体の吐出を行うと、液体に含まれる成分の濃度がヘッドより最初に吐出される液体から良好なものとすることができる。

本実施形態に係る液滴吐出装置を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る液滴吐出装置における攪拌手段およびヘッドを模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る液滴吐出装置における攪拌手段を模式的に示す側面図。 本実施形態に係る液滴吐出装置における攪拌手段を模式的に示す側面図。 本実施形態に係る液滴吐出装置における攪拌手段を模式的に示す側面図。 本実施形態に係る液滴吐出装置における攪拌手段を模式的に示す斜視図。 本実施形態に係るインクジェットプリンターを模式的に示す斜視図。 種々の容量の容器に液体を供給した際にヘッドから吐出される二酸化チタン濃度を示す図。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。

１．液滴吐出装置
本発明に係る液滴吐出装置は、液体を収容する収容部と、前記収容部と接続され、前記収容部から前記液体が供給される第１供給管と、前記第１供給管と接続され、前記第１供給管から前記液体が供給される容器と、前記容器から供給される前記液体を吐出するヘッドと、前記容器内の前記液体を攪拌させる攪拌手段と、を有し、前記容器の容積は、前記第１供給管の容積以上である。

図１は、本実施形態に係る液滴吐出装置１００を模式的に示す斜視図である。以下、図１を参照しながら、本実施形態に係る液滴吐出装置１００について説明する。

１．１．収容部
本実施形態における液滴吐出装置１００は、収容部１０を有する。収容部１０には、所定の成分を含有する液体が収容されている。図１に示す収容部１０は、第１供給管３０を介して容器２０と接続されている。これによって、液体を容器２０に流入させることができる。

本発明における液体は、沈降し得る成分を含むことができ、例えば、サスペンジョン、エマルジョン等の分散体等を挙げることができる。収容部１０に収容されている液体としては、例えば、インク組成物、有機ＥＬディスプレー用材料、液晶ディスプレー等のカラーフィルター用材料、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）用材料、電気泳動ディスプレー等の電極やカラーフィルター用材料、バイオチップ製造に用いられる生体有機材料等が挙げられる。

また、本発明において「沈降」とは、一定期間液体を放置しておいた場合に、液体に含有されていた成分が沈殿し、液体に含有されていた成分が液体の下層に積もることをいう。例えば、溶媒に対する比重が高い成分であって、インク組成物にあっては、例えば、無機顔料、金属顔料、および中空樹脂粒子から選択される１種を含むことができ、それらに結合または吸着した成分を含むことができる。

無機顔料としては、例えば、二酸化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、カーボンブラックなどを挙げることができる。金属顔料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、真鍮、チタン等の単体、またはそれらの合金などを挙げることができる。中空樹脂粒子としては、例えば、米国特許第４８８０４６５号や特許第３５６２７５４号などの明細書に記載されている中空樹脂粒子を挙げることができる。なお、中空樹脂粒子とは、その内部に空洞を有しており、その外殻が液体透過性を有する樹脂から形成されているものである。中空樹脂粒子は、白色顔料として使用することができる。

以下、収容部１０に収容される液体として代表的に使用される白色インク組成物について説明する。なお、本発明において「白色インク」とは、エプソン純正写真用紙＜光沢＞（セイコーエプソン社製）に、ｄｕｔｙ１００％以上で吐出されたインクの明度（Ｌ^＊）および色度（ａ^＊、ｂ^＊）が、分光測光器Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ（商品名、ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ社製）を用いて、測定条件をＤ５０光源、観測視野を２°、濃度をＤＩＮ ＮＢ、白色基準をＡｂｓ、フィルターをＮｏ、測定モードをＲｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ、として設定して計測した場合に、７０≦Ｌ^＊≦１００、−４．５≦ａ^＊≦２、−６≦ｂ^＊≦２．５、の範囲を示すインクのことをいう。

なお、本明細書において、「ｄｕｔｙ」とは、下式で算出される値である。
ｄｕｔｙ（％）＝実吐出ドット数／（縦解像度×横解像度）×１００
（式中、「実吐出ドット数」は単位面積当たりの実吐出ドット数であり、「縦解像度」および「横解像度」はそれぞれ単位面積当たりの解像度である。）

白色インク組成物は、顔料を定着させる樹脂を含むことができる。樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリウレタン、ポリアクリルアミド、セルロース誘導体等が挙げられる。製品名でいうとアクリル系樹脂（例えば、アルマテックス、三井化学社製）、ウレタン系樹脂（例えば、ＷＢＲ−０２２Ｕ、大成ファインケミカル社製）等が挙げられる。

白色インク組成物は、アルカンジオールおよびグリコールエーテルから選択される１種を含有することが好ましい。アルカンジオールやグリコールエーテルは、被吐出媒体などの被吐出面への濡れ性を高めてインクの浸透性を高めることができる。

アルカンジオールとしては、１，２−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，２−ヘプタンジオール、１，２−オクタンジオールなどの炭素数が４以上８以下の１，２−アルカンジオールであることが好ましい。これらの中でも炭素数が６以上８以下の１，２−ヘキサンジオール、１，２−ヘプタンジオール、１，２−オクタンジオールは、被吐出媒体への浸透性が特に高いためより好ましい。

グリコールエーテルとしては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどの多価アルコールの低級アルキルエーテルを挙げることができる。これらの中でも、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを用いると良好な品質を得ることができる。

また、白色インク組成物は、アセチレングリコール系界面活性剤またはポリシロキサン系界面活性剤を含有することが好ましい。アセチレングリコール系界面活性剤またはポリシロキサン系界面活性剤は、被吐出媒体などの被吐出面への濡れ性を高めてインクの浸透性を高めることができる。

アセチレングリコール系界面活性剤としては、例えば、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、３，５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、２，４−ジメチル−５−ヘキシン−３−オールなどが挙げられる。また、アセチレングリコール系界面活性剤は、市販品を利用することもでき、例えば、オルフィンＥ１０１０、ＳＴＧ、Ｙ（以上、日信化学社製）、サーフィノール１０４、８２、４６５、４８５、ＴＧ（以上、Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｉｎｃ製）が挙げられる。

ポリシロキサン系界面活性剤としては、市販品を利用することができ、例えば、ＢＹＫ−３４７、ＢＹＫ−３４８（ビックケミー・ジャパン社製）などが挙げられる。

さらに、白色インク組成物には、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などのその他の界面活性剤を含有することもできる。

白色インク組成物は、多価アルコールを含有することが好ましい。多価アルコールは、例えば、白色インク組成物をインクジェット記録装置に適用した場合に、インクの乾燥を抑制し、吐出ヘッド部分におけるインクの目詰まりを防止することができる。

多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオグリコール、ヘキシレングリコール、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。

白色インク組成物は、溶媒として水を含有することができる。水は、イオン交換水、限外ろ過水、逆浸透水、蒸留水などの純水または超純水を用いることが好ましい。特に、これらの水を紫外線照射または過酸化水素添加などにより滅菌処理した水は、長期間に亘りカビやバクテリアの発生を抑制することができるので好ましい。

さらに、白色インク組成物は、必要に応じて、水溶性ロジンなどの定着剤、安息香酸ナトリウムなどの防黴剤・防腐剤、アロハネート類などの酸化防止剤・紫外線吸収剤、キレート剤、トリエタノールアミン等のｐＨ調整剤、酸素吸収剤などの添加剤を含有させることができる。これらの添加剤は、１種単独で用いることもできるし、２種以上組み合わせて用いることもできる。

なお、白色インク組成物として、水系インク組成物を例として説明しているが、紫外線硬化型インク等を用いてもよい。紫外線硬化型インクを用いる場合には、沈降し得る成分として、例えば、光重合開始剤等を挙げることができる。

１．２．供給管
本実施形態における液滴吐出装置１００は、収容部１０および容器２０を接続する第１供給管３０を有する。収容部１０に収容された液体は、第１供給管３０に供給される。

第１供給管３０の内径は特に限定されないが、図１に示すように液滴吐出装置１００が攪拌子１５を有する場合には、第１供給管３０の内径は、攪拌子１５が第１供給管３０内部に移動しないような大きさにすればよい。例えば、第１供給管３０の内径は、好ましくは２ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、より好ましくは２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。

また、本実施形態における液滴吐出装置１００は、図１に示すように、容器２０と、ヘッド４０と、を接続する第２供給管３２を有することができる。図１の例では、収容部１０に収容されている液体は、第１供給管３０を介して容器２０に供給され、容器２０内の攪拌子１５によって攪拌された後、第２供給管３２を介してヘッド４０に供給される。第２供給管３２の内径については、第１供給管３０と同様であるので、その説明を省略する。

なお、図１の例では、容器２０およびヘッド４０は、第２供給管３２を介して接続されているが、これに限定されず、容器２０およびヘッド４０が第２供給管３２を介さずに直接接続されていてもよい。

１．３．容器および攪拌手段
本実施形態における液滴吐出装置１００は、第１供給管３０と接続され、第１供給管３０から液体が供給される容器２０を有する。また、本実施形態の液滴吐出装置１００は、容器内の液体を攪拌する攪拌手段を有する。

ここで、液滴吐出装置１００を長時間放置すると、第１供給管３０内で沈降物が発生する場合がある。このとき、収容部１０から新たな液体を第１供給管３０内に供給して、第１供給管３０内に残留していた液体を流出させると、沈降し得る成分の濃度が低下した液体（上澄み成分）や沈降物が直接ヘッド４０に供給される場合がある。そのため、ヘッド４０が吐出不良を起こしたり、被吐出媒体Ｐ上に良好な画像を記録できない場合がある。このような不具合は、第１供給管３０における液体の流出側に容器２０を設けることで低減することができる。具体的には、容器２０は、第１供給管３０内の沈降物や上澄み成分を一時的に貯留して、第１供給管３０内の沈降物や上澄み成分と容器２０内の液体とを攪拌手段によって攪拌することができる。これにより、ヘッド４０には、液体に含まれる沈降し得る成分の濃度低下を低減した液体を供給することができる。

本実施形態における液滴吐出装置が有する容器の攪拌手段としては、特に限定されず、例えば以下の機構を有するものを挙げることができる。

例えば、容器２０は、特開２００２−２２５２５５号公報に記載されているようなＸ・Ｙ移動機構（Ｘ―Ｙ平面を移動する）を備えたキャリッジに搭載されていても良い。この場合には、キャリッジの移動に伴って容器２０が移動するので、容器２０内の液体を攪拌することができる。また、図２に示すように、液滴吐出装置がライン型のヘッド４０を備える場合において、ライン型のヘッド４０の傍らに容器２０があっても良い。この場合、図３に示すように、容器２０に取り付けた振動装置３５を用いて、容器２０内に配置された攪拌子１５を移動させて、容器２０内の液体の攪拌を行っても良い。

また、図４に示すように、容器２０を交互に傾ける傾斜装置３６を用いて、容器２０内で攪拌子１５を移動させて、容器２０内の液体の攪拌を行っても良い。その他、図５に示すように、容器２０の外側から磁石３７を動かして磁性金属製の攪拌子１５を移動させて、容器２０内の液体の攪拌を行っても良い。

本実施形態における攪拌手段は、攪拌子を一方向に移動させて攪拌させるものに限定されない。例えば、図６に示すように、Ｘ―Ｙ平面で稼動する可動装置３９に容器２０を取付け、容器２０の中の攪拌子１５を可動装置３９により容器２０内を移動させ、容器２０内の液体の攪拌を行っても良い。その他、液滴吐出装置は、攪拌子１５を移動させる公知の攪拌手段を採用することができる。

ここで、ライン型のヘッドとは、ヘッドが被吐出媒体の幅よりも広く形成され、ヘッドが移動せずに被吐出媒体に液滴を吐出して所望の画像を形成するものを示す。なお、液滴吐出装置に備えられたヘッドがライン型のヘッドである場合には、容器の設置位置は特に限定されない。なお、第２供給管は、その内部の液体を攪拌子１５で攪拌することができないので、可能な限り短い方がよい。また、ヘッドとしてライン型のヘッドを用いる場合において、容器およびヘッドは、隣あって設けられていることが好ましい。

また、シリアル型のヘッドとは、所定方向に移動可能なキャリッジにヘッドが搭載されており、キャリッジの移動に伴ってヘッドが移動することにより被吐出媒体上に所望の画像を形成するものを示す。なお、液滴吐出装置に備えられたヘッドがシリアル型のヘッドである場合には、容器の設置位置は特に限定されず、例えば、キャリッジ上に搭載することができる。

液滴吐出装置がシリアル型ヘッドを備えている場合において、上記以外の攪拌手段としては、キャリッジ上に容器を搭載してキャリッジの所定方向への移動とともに容器を移動させて容器内の液体を攪拌させる機構が挙げられる。このように、容器がキャリッジに搭載されていると、容器内の液体を攪拌させる機構を別に設ける必要がなく、キャリッジの移動機構を利用して容器内の液体を攪拌することができる。そのため、容器をキャリッジに搭載すると、攪拌効率の優れた液滴吐出装置を容易に得られるという観点から優れている。なお、容器をキャリッジに搭載した上記の攪拌手段を用いる場合には、容器の内部にあらかじめ攪拌子を配置することが好ましい。これにより、キャリッジの移動とともに容器内の攪拌子が移動するので、容器内の液体の攪拌効率を向上させることができる。

図１は、シリアル型ヘッドを有する液滴吐出装置１００を示すものである。具体的には、図１における液滴吐出装置１００は、容器２０がキャリッジ５０Ａに搭載されており、容器２０内の液体の攪拌手段として容器２０内に攪拌子１５が配置されている。また、容器２０は、第１供給管３０を介して収容部１０に接続されており、第２供給管３２を介してヘッド４０に接続されている。

本実施形態に係る液滴吐出装置１００の容器２０の形状は、図１の例では、円筒形状であるが、これに限定されるものではなく、例えば直方体形状、楕円筒形状等であってもよい。

また、容器２０の容積は、第１供給管３０の容積以上であり、好ましくは第１供給管３０の容積の１倍以上５倍以下であり、より好ましくは第１供給管３０の容積の１．５倍以上５倍以下である。容器２０の容積が第１供給管３０の容積以上であると、第１供給管３０内において沈降し得る成分の濃度が低下した液体（上澄み成分）を容器２０に供給しても、容器２０内で実用上問題の無い水準まで液体に含まれる沈降し得る成分の濃度を回復することができる。これにより、沈降し得る成分の濃度低下が低減された液体をヘッド４０に供給することができ、ヘッド４０から良好な液体を吐出することができる。具体的には、液滴吐出装置１００が長時間放置された後に、容器２０に対する第１供給管３０内の上澄み成分の供給が開始されると、第１供給管３０内の上澄み成分の全てが容器２０内に供給されるまで、容器２０内の沈降し得る成分の濃度が低下し続ける。このとき、容器２０の容積が第１供給管３０の容積以上であっても、容器２０内の沈降し得る成分の濃度は低下するが、その低下率を少なくすることができる。これにより、沈降し得る成分の濃度低下が低減された液体をヘッド４０に供給することができる。

一方、容器２０の容積が第１供給管３０の容積未満であると、ヘッド４０に供給される液体に含まれる沈降し得る成分の濃度低下が大きくなり、ヘッド４０から良好な液体を吐出できない場合がある。また、容器２０をキャリッジ５０Ａに搭載した場合において、容器２０の容積が第１供給管３０の容積の５倍を超えると、容器２０内で貯留される液体量が多くなり、キャリッジ５０Ａが移動しにくくなる場合がある。なお、本発明において、容器２０の容積とは、容器２０内部の体積のことをいい、第１供給管３０の容積とは、第１供給管３０内部の体積のことをいう。また、第２供給管３２の容積とは、第２供給管３２内部の体積のことをいう。さらに、ヘッド４０の容積とは、ヘッド４０内部における液体が充填される部分の体積のことをいう。

１．４．ヘッド
本実施形態に係る液滴吐出装置１００は、容器２０と接続され、容器２０から供給される液体を吐出するヘッド４０を有する。ヘッド４０は複数のノズル孔を有していてもよく、ノズル孔から液体を吐出することができる。本実施形態に係る液滴吐出装置１００が有するヘッド４０は、上述したライン型ヘッドであっても、シリアル型ヘッドであってもよい。図１の例では、ヘッド４０は、シリアル型ヘッドであって、キャリッジ５０Ａに搭載されており、第２供給管３２を介して容器２０と接続されている。ヘッド４０は、第２供給管３２から供給された液体を吐出することができる。

ヘッド４０に供給される液体は、容器２０内において攪拌され、沈降し得る成分の濃度低下が低減されたものである。これにより、ヘッド４０は、沈降し得る成分の濃度低下の低減された液体を吐出することができる。

１．５．搬送機構
本実施形態に係る液滴吐出装置は、被吐出媒体（図示せず）を搬送する搬送機構（図示せず）を有することができる。搬送機構は、ヘッドから吐出された液体を着弾させることが可能な位置に被吐出媒体を移動させる。これにより、被吐出媒体上に所望の画像を形成することができる。搬送機構は、被吐出媒体を移動させる機構を備えていれば特に限定されず、例えばローラーおよびモーター等によって構成されていてもよい。この場合には、モーターの駆動力によってローラーを回転させて、ローラーの回転によって被吐出媒体を移動させることができる。また、搬送機構が設けられる位置は、特に限定されるものではなく、例えばヘッド４０の吐出面と対向する位置に設けることができる。

被吐出媒体としては、特に限定されるものではないが、例えば、普通紙、マット紙、光沢紙、ガラス、塩化ビニルなどのプラスチックフィルム、基材にプラスチックや受容層をコーティングしたフィルム等が挙げられる。

１．６．キャリッジ
本実施形態に係る液滴吐出装置は、所定の方向に移動するキャリッジを有することができる。図１において、キャリッジ５０Ａは、例えば、駆動源となるキャリッジモーター（図示せず）の動力によって主走査方向ＭＳＤに往復運動することができる。容器２０がキャリッジ５０Ａに搭載されており、容器２０内部に攪拌子１５を有する場合には、キャリッジ５０Ａが移動することによって、キャリッジ５０Ａに搭載された容器２０内の攪拌子１５が移動するので、容器２０内の液体をより効率的に攪拌することができる。また、ヘッドがキャリッジに搭載されているシリアル型ヘッドである場合には、キャリッジ５０Ａの移動に伴ってヘッド４０から液体を吐出することができるので、所望の位置に液体を吐出することができる。

１．７．排出手段
本実施形態に係る液滴吐出装置は、容器２０内の液体をヘッド４０から排出する排出手段に相当する吸引手段を有することができる。吸引手段としては、例えば、真空ポンプ、チューブポンプ等を挙げることができる。チューブポンプによる液体の吸引は、例えば、特開２００３−１６５２３１号公報の図１３に記載されている機構を用いることができる。

本実施形態における液滴吐出装置１００において、ヘッド４０から液体が吸引されると、容器２０内の液体がヘッド４０から排出されるとともに、第１供給管３０内の液体が容器２０内に供給され、併せて容器２０内の液体が第２供給管３２内に供給される。これにより、ヘッド４０から被吐出媒体に対しての液体吐出動作（吐出動作）の前に、第２供給管３２内の液体に含まれる成分の濃度を良好に保つことができる。

また、容器２０内の液体を排出する排出手段は、上述した吸引を行うポンプ（吸引手段）に限定されない。例えば、従来から行われているような、ヘッド４０から液体吸収パッドに対して液体の吐出を行って、ヘッド４０のノズル孔のメンテナンスを行う手段（フラッシング）であっても良い。その他、被吐出媒体に液体の吐出を行わず、ヘッド４０から液体を排出する他の手段であっても良い。

なお、容器２０内の容積は、上述した第１供給管３０の容積との関係を満たすとともに、第２供給管３２の容積とヘッド４０の容積との合計以上であることが好ましい。このような関係を満たすとき、上述の容器２０内の液体の排出を行う場合において、容器２０内の液体を全て排出すると、第２供給管３２内およびヘッド４０内部が容器２０内から供給された液体で占められる。このとき、第２供給管３２内およびヘッド４０内部の液体は、容器内で十分攪拌されたものである。そのため、ヘッドから液体の吐出を行うと、液体に含まれる成分の濃度がヘッドより最初に吐出される液体から良好なものとすることができる。

１．８．作用効果
本実施形態に係る液滴吐出装置１００は、容器２０の容積が第１供給管３０の容積以上であるので、容器２０内で実用上問題の無い水準まで液体に含まれる沈降し得る成分の濃度を回復することができる。これにより、沈降し得る成分の濃度低下の低減された液体をヘッド４０に供給することができ、ヘッド４０から良好な液体を吐出することができる。

２．インクジェットプリンター
本発明に係る液滴吐出装置は、インクジェットプリンターに適用することができる。本実施形態では、液滴吐出装置１００が適用されたシリアル型ヘッドを備えたインクジェットプリンター３００について説明する。なお、本発明に係る液滴吐出装置をシリアル型ヘッドを備えたインクジェットプリンターに適用した例を示したが、これに限定されるものではない。本発明に係るインクジェットプリンターは、例えばライン型ヘッドを備えたインクジェットプリンターに適用してもよい。

図７は、液滴吐出装置１００を含むインクジェットプリンター３００を模式的に示す斜視図である。本実施形態に係るインクジェットプリンター３００は、図７に示すように、制御部６０と、収容部１０と、第１供給管３０と、第２供給管３２と、駆動部５０と、給紙部７０と、吸引部８０と、を有することができる。

収容部１０、第１供給管３０、第２供給管３２、および収容部１０に収容される液体については、「１．液滴吐出装置」で説明したので、その説明を省略する。

制御部６０は、ＣＰＵとメモリーとを有するコンピューターを利用して構成されることができる。制御部６０は、収容部１０、駆動部５０、給紙部７０、および吸引部８０を制御する機能を担う。

駆動部５０は、キャリッジ５０Ａと、駆動ベルト５０Ｂと、キャリッジモーター５０Ｃと、を有することができる。駆動部５０は、フレキシブルケーブル６２を介して制御部６０と接続されており、制御部６０によって制御されている。

駆動部５０は、キャリッジ５０Ａを所定の方向ＭＳＤに往復移動させる機能を有する。具体的には、キャリッジ５０Ａの駆動源となるキャリッジモーター５０Ｃの動力によって、キャリッジ５０Ａと接続されている駆動ベルト５０Ｂを駆動させ、キャリッジ５０Ａを所定方向ＭＳＤへ往復移動させる。

キャリッジ５０Ａには、「１．液滴吐出装置」で説明したように、容器２０と、ヘッド４０と、が搭載されている。キャリッジ５０Ａを所定の方向ＭＳＤに移動させた際に、ヘッド４０から適宜液滴が吐出され、記録紙Ｐへの記録が行われる。

ヘッド４０は、液滴を吐出する複数のノズルを有することができる。また、ヘッド４０の液滴の吐出方法は、特に限定されるものではなく、例えばインクジェット吐出方法を利用することができる。インクジェット吐出方法としては、従来公知の方法はいずれも使用でき、例えば、ピエゾ式インクジェット、サーマルジェット式インクジェット等を挙げることができる。

給紙部７０は、その駆動源となる給紙モーター（図示せず）と、給紙モーターの作動により回転する給紙ローラー７２と、を備えている。給紙部７０は、記録紙Ｐを所定の方向ＭＳＤと交差する方向に搬送することができる。なお、給紙部７０は、「１．液滴吐出装置」において説明した搬送機構に相当する。

吸引部８０は、「１．液滴吐出装置」で説明した排出手段と同様の構成であってもよく、「１．液滴吐出装置」で説明した排出手段と共用してもよい。具体的には、図７に示すように、キャップ装置８２と、チューブポンプ（図示せず）と、を備えることができる。吸引部８０は、ヘッド４０にキャップ装置８２を接続してヘッド４０の液体の吐出面を密閉した後、キャップ装置８２に接続されたポンプローラー（図示せず）によってチューブ（図示せず）内の空気を排出することにより、ヘッド４０を介して容器２０内の液体を排出することができる。これにより、ヘッド４０のノズル孔等の詰まり等を防止することができる。また、吸引部８０は、ヘッド４０のノズル孔の詰まりを防止することに限らず、例えば、第１供給管３０内や第２供給管３２内の沈降成分や液体を吸引するために使用することができる。なお、吸引方法については、上記のポンプローラー等を用いる方法に限らず、公知の方法を用いることができる。

本実施形態に係るインクジェットプリンター３００は、上述した液滴吐出装置１００を備えているので、沈降し得る成分の濃度低下の低減された液体をヘッド４０に供給することができ、ヘッド４０から良好な液体を吐出することができる。

本発明では、液滴吐出装置１００をインクジェットプリンター３００等の画像記録装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、液滴吐出装置１００は、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射装置、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）、電気泳動ディスプレー等の電極やカラーフィルターの形成に用いられる液体材料噴射装置等にも適用することができる。

３．実施例
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

３．１．白色インク組成物の調製
下記の組成からなる白色インク組成物Ａ〜Ｄを調製した。なお、各白色インク組成物に含まれる二酸化チタンの平均粒径は、体積平均径（Ｍｖ）を示すものであり、動的光散乱法を測定原理とするナノトラック粒度分布測定装置ＵＰＡ−ＥＸ１５０（製品名、日機装株式会社製）を用いて測定されたものである。また、体積平均径（Ｍｖ）とは、体積で重みづけされた平均径のことを指し、粒子毎の体積および直径の測定値を基に下記式によって算出される。

体積平均径（Ｍｖ）＝Σ（Ｖｉ・ｄｉ）／Σ（Ｖｉ）
（なお、式中、Ｖｉは粒子ｉの体積（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）を示し、ｄｉは粒子ｉの直径（ｉ＝１，２，・・・，Ｎ）を示す。）

（１）白色インク組成物Ａ
二酸化チタン（平均粒径４４０ｎｍ、比重４．３）：１０．０質量％
スチレン−アクリル酸共重合体：２．０質量％
１，２−ヘキサンジオール：５．０質量％
グリセリン：１０．０質量％
トリエタノールアミン：０．９質量％
ＢＹＫ−３４８（ビックケミー・ジャパン株式会社）：０．５質量％
超純水：残分
合計１００質量％

（２）白色インク組成物Ｂ
二酸化チタン（平均粒径４４０ｎｍ、比重４．３）：５．０質量％
スチレン−アクリル酸共重合体：２．０質量％
１，２−ヘキサンジオール：５．０質量％
グリセリン：１０．０質量％
トリエタノールアミン：０．９質量％
ＢＹＫ−３４８（ビックケミー・ジャパン株式会社）：０．５質量％
超純水：残分
合計１００質量％

（３）白色インク組成物Ｃ
二酸化チタン（平均粒径４４０ｎｍ、比重４．３）：３．０質量％
スチレン−アクリル酸共重合体：２．０質量％
１，２−ヘキサンジオール：５．０質量％
グリセリン：１０．０質量％
トリエタノールアミン：０．９質量％
ＢＹＫ−３４８（ビックケミー・ジャパン株式会社）：０．５質量％
超純水：残分
合計１００質量％

（４）白色インク組成物Ｄ
二酸化チタン（平均粒径４４０ｎｍ、比重４．３）：２．８質量％
スチレン−アクリル酸共重合体：２．０質量％
１，２−ヘキサンジオール：５．０質量％
グリセリン：１０．０質量％
トリエタノールアミン：０．９質量％
ＢＹＫ−３４８（ビックケミー・ジャパン株式会社）：０．５質量％
超純水：残分
合計１００質量％

３．２．二酸化チタン濃度の許容低下率
所定濃度の沈降し得る成分を含むインク組成物を用いて画像の記録を行う際に、インク組成物中における沈降し得る成分の濃度が、どの程度まで低下しても良好な画像を記録することができるかを検証した。具体的には、以下の実験を行い、沈降し得る成分の濃度低下の許容できる範囲を決定した。

まず、白色インク組成物Ａをインクジェットプリンター（セイコーエプソン株式会社製、商品名「ＰＸ−Ｇ９３０」）の専用カートリッジのインク室に充填した。そして、インクカートリッジをプリンターに装着し、被吐出媒体（「ＯＨＰシート」コクヨ株式会社製）に対してベタパターン画像の記録を行った。記録は、解像度１４４０×１４４０ｄｐｉで、ｄｕｔｙ１００％で行った。このようにして、評価基準Ａを得た。

次に、二酸化チタン濃度の許容低下率を決定するために、上記の評価基準用サンプルＡの作成方法と同様にして、白色インク組成物Ｂ〜Ｄを用いて白色インク組成物毎にベタパターン画像を形成し、許容低下率の確認用サンプルＢ〜Ｄを得た。

上記の様にして得られた評価基準ＡおよびサンプルＢ〜Ｄを、分光測光器（製品名：Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ、ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ社製）によって測色して、Ｌ^＊値（白色度）を測定した。なお、測色時には、評価用サンプルの下に黒色用紙を敷いた。黒色用紙は、インクジェットプリンター（製品名：ＰＭ−Ａ７００，セイコーエプソン社製）を用いて、写真用紙（製品名：クリスピア，セイコーエプソン社製）に、黒ベタ画像を記録して得られたものである。また、Ｌ^＊が高いほど、白色度に優れていることを示す。このようにして測定されたＬ^＊値は、評価基準Ａが７５、サンプルＢが７１、サンプルＣが６７、サンプルＤが６４、であった。

また、評価基準Ａと、サンプルＢ〜Ｄと、を目視にて比較した。その結果、サンプルＢは、評価基準Ａとほとんど差が認められないレベルであった。また、サンプルＣは、評価基準Ａからの白色度の低下が認められたが、実用上の使用に耐え得るレベルであった。一方、サンプルＤは、評価基準Ａからの白色度の低下が著しく認められ、実用上の使用が困難なレベルであった。

以上の結果から、白色インク組成物に含有される二酸化チタン濃度が３．０％まで低下しても、実用上の使用できるレベルの画像を記録できることが示された。

３．３．二酸化チタン濃度の評価用サンプルの作成
二酸化チタン濃度の評価用サンプルの作成には、インクジェットプリンター（製品名「ＥＰＳＯＮ ＰＸ−Ｇ９３０」、セイコーエプソン株式会社製）のキャリッジ上に上述した容器２０を搭載し、容器２０を第２供給管３２を介してヘッドに接続した。なお、容器２０は、長手方向がキャリッジの移動方向（水平方向）に平行となるように取り付けた。また、容器２０内部、ヘッド内部および第２供給管３２内部は、上記「４．１．白色インク組成物の調製」で調製した白色インク組成物Ａで満たした。

なお、容器２０には、円筒形状であるものを用い、容器２０内部に配置された攪拌子１５には、球体であるものを用いた。また、ヘッド内および第２供給管３２内の容量の合計は、３ｍｌであった。

（１）例１
第２供給管３２内およびヘッド内の液体３ｍｌをフラッシング動作によって除去した。次に、容器２０内にグリセリン４０質量％を含む水溶液（以下、「グリセリン水溶液」ともいう。）の供給を開始すると同時に、キャリッジを所定の方向に往復移動させながら、ヘッドから液体を吐出させた。このとき、１ｍｌ毎に吐出された液体をサンプル瓶に保存して、例１に係る評価用サンプルを得た。なお、例１で用いた容器２０の容積は、５ｍｌであった。

ここで、容器２０に対するグリセリン水溶液の供給は、液滴吐出装置が第１供給管を有する場合において、第１供給管内の液体に含まれる沈降し得る成分が最も沈降し、上澄み成分のみが容器２０に供給される場合を想定して行ったものである。

（２）例２
容器２０の容積を１０ｍｌとした以外は、例１と同様にして、例２に係る評価用サンプルを得た。

（３）例３
容器２０の容積を１５ｍｌとした以外は、例１と同様にして、例３に係る評価用サンプルを得た。

（４）例４
容器２０の容積を２０ｍｌとした以外は、例１と同様にして、例４に係る評価用サンプルを得た。

（５）例５
容器２０の容積を３０ｍｌとした以外は、例１と同様にして、例５に係る評価用サンプルを得た。

（６）例６
容器２０の容積を４０ｍｌとした以外は、例１と同様にして、例６に係る評価用サンプルを得た。

（７）例７
容器２０の容積を５０ｍｌとした以外は、例１と同様にして、例７に係る評価用サンプルを得た。

３．４．二酸化チタン濃度の評価用サンプルの評価試験
分光光度計（日立株式会社製、製品名「Ｕ−３３００」）を用いて、例１〜例７の評価用サンプルの液体中の二酸化チタン濃度を測定した。

３．５．評価結果
上記試験の評価結果を図８に示す。

図８に示すように、容器の容積が容器に供給されるグリセリン水溶液の量（第１供給管の容積に相当）の１．０倍以上であると、いずれの容器を用いても回収された液体の二酸化チタン濃度が３．０％以上であることが確認できた。これにより、容器の容積が第１供給管の容積以上であると、実用上問題が無いレベルの画像を記録できることが示された。なお、各容器の容積に対して１．０倍のグリセリン水溶液が供給された際に、回収された液体の二酸化チタン濃度を表１に示す。

また、容器の容積が、容器に供給されるグリセリン水溶液の量（第１供給管の容積に相当）の１．５倍以上であると、いずれの容器を用いても回収された液体の二酸化チタン濃度が５．０％以上であることが確認できた。これにより、容器の容積が第１供給管の容積の１．５倍以上であると、良好な画像を記録できることが示された。なお、各容器の容積に対して２／３倍以上のグリセリン水溶液が供給された際に、回収された液体の二酸化チタン濃度を表２に示す。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１０…収容部、１５…攪拌子、２０…容器、３０…第１供給管、３２…第２供給管、３５…振動装置、３６…傾斜装置、３７…磁石、３９…可動装置、４０…ヘッド、５０…駆動部、５０Ａ…キャリッジ、５０Ｂ…駆動ベルト、５０Ｃ…キャリッジモーター、６０…制御部、６２…フレキシブルケーブル、７０…給紙部、７２…給紙ローラー、８０…吸引手段、８２…キャップ装置、１００…液滴吐出装置、３００…インクジェットプリンター

Claims (6)

1. 液体を収容する収容部と、
   前記収容部と接続され、前記収容部から前記液体が供給される第１供給管と、
   前記第１供給管と接続され、前記第１供給管から前記液体が供給される容器と、
   前記容器から供給される前記液体を吐出するヘッドと、
   前記容器内の前記液体を攪拌させる攪拌手段と、
   を有し、
   前記容器の容積は、前記第１供給管の容積以上である、液滴吐出装置。
2. 請求項１において、
   さらに、前記容器および前記ヘッドを搭載して所定方向に往復移動するキャリッジを有する、液滴吐出装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記容器の容積は、前記第１供給管の容積の５倍以下である、液滴吐出装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記容器の容積は、前記第１供給管の容積の１．５倍以上５倍以下である、液滴吐出装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
   前記容器内の前記液体を前記攪拌手段により攪拌させながら、前記ヘッドから前記液体を吐出させる、液滴吐出装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
   前記容器および前記ヘッドを接続する第２供給管と、
   前記第２供給管の容積と前記ヘッドの容積とを合わせた容積以上の前記液体を排出させる手段と、
   を有し、
   前記容器の容積は、前記第２供給管の容積と前記ヘッドの容積との合計以上である、液滴吐出装置。

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