特許 6593256 インクジェット印刷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6593256

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】インクジェット印刷装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 11/10 20060101AFI20191010BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20191010BHJP

   B41J 2/175 20060101ALI20191010BHJP

   H05K 3/10 20060101ALI20191010BHJP

   B05C 5/00 20060101ALI20191010BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20191010BHJP

【ＦＩ】

   B05C11/10

   B41J2/18

   B41J2/175 305

   B41J2/175 503

   B41J2/175 501

   H05K3/10 D

   B05C5/00 101

   B05C11/00

【請求項の数】7

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2016-114131(P2016-114131)

(22)【出願日】2016年6月8日

(65)【公開番号】特開2017-217612(P2017-217612A)

(43)【公開日】2017年12月14日

【審査請求日】2017年12月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100114502

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 俊則

(72)【発明者】

【氏名】大村 望

(72)【発明者】

【氏名】高橋 満

(72)【発明者】

【氏名】川上 哲生

(72)【発明者】

【氏名】平尾 尚大

(72)【発明者】

【氏名】角田 竜規

【審査官】 團野 克也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２６４７６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４２９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２２３８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２８５８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０８９６５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７３２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５０７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６６５０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

ＩＰＣ Ｂ０５Ｃ １／００−２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００− ７／２６

Ｂ４１Ｊ ２／０１− ２／２１５

Ｈ０５Ｋ ３／１０− ３／２６

３／３８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インクの入口及び出口を有し、印刷ステージと独立して移動するインクジェットヘッドと、
第１の注入口及び第１の排出口を有する第１のタンクと、
柱状のタンクであって、軸方向一端が重力方向上側になり軸方向他端が重力方向下側になるように配置され、前記軸方向一端側に第２の注入口を有し、前記軸方向他端側に、前記インクジェットヘッドの前記入口に直接又は配管を介して接続された第２の排出口を有し、前記インクジェットヘッドとの相対位置を固定されて前記インクジェットヘッドと一緒に移動する第２のタンクと、
前記第２のタンク内の前記インクの液面を検出する液面センサと、
前記第１のタンクの前記第１の排出口と、前記第２のタンクの前記第２の注入口とを繋げる第１のインク経路と、
前記第１のインク経路に設けられ、前記インクを前記第１のタンクから前記第２のタンクに向けて流動させる第１のポンプと、
前記インクジェットヘッドの前記出口と前記第１のタンクの前記第１の注入口とを繋げる第２のインク経路と、
前記第２のインク経路に設けられ、前記インクを前記インクジェットヘッドから前記第１のタンクに向けて流動させる第２のポンプと、
前記第２のタンク内において前記インクの前記液面に接している気体の圧力を検出する気圧センサと、
前記気体の前記圧力を調整する気圧調整部と、
前記第２のポンプの流量を一定にしながら、前記液面センサの出力に基づき、前記第１のポンプの流量を制御する制御部と、
を備え、
前記液面センサは、静電容量式のセンサであり、
前記制御部は、前記第２のポンプの流量が一定になるように前記第２のポンプの出力を設定した状態で、
前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が所定位置に達し又は前記所定位置を超えていることを前記液面センサが検出したとき、前記第１のポンプの流量が前記第２のポンプの流量と等しくなるように、前記第１のポンプの流量を制御する第１の手順と、
前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が前記所定位置に達し又は前記所定位置を超えていることを、前記液面センサが継続して第１の所定時間以上検出したとき、前記第１のポンプの流量がゼロになるように、前記第１のポンプの流量を制御する第２の手順と、
前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が前記所定位置に達していないことを、前記液面センサが継続して第２の所定時間以上検出したとき、前記第１のポンプの流量が前記第２のポンプの流量より多くなるように、前記第１のポンプの流量を制御する第３の手順と、
を実行することを特徴とするインクジェット印刷装置。

【請求項2】

前記第２のインク経路のうち、前記インクジェットヘッドの前記出口と前記第２のポンプとの間に、減衰部が設けられたことを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。

【請求項3】

前記第２の注入口が、前記第２のタンク内の前記インクから離れるように構成されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のインクジェット印刷装置。

【請求項4】

インクの入口及び出口を有し、印刷ステージと独立して移動するインクジェットヘッドと、
第１の注入口及び第１の排出口を有する第１のタンクと、
柱状のタンクであって、軸方向一端が重力方向上側になり軸方向他端が重力方向下側になるように配置され、前記軸方向一端側に第２の注入口を有し、前記軸方向他端側に、前記インクジェットヘッドの前記入口に直接又は配管を介して接続された第２の排出口を有し、前記インクジェットヘッドとの相対位置を固定されて前記インクジェットヘッドと一緒に移動する第２のタンクと、
前記第２のタンク内の前記インクの液面を検出する液面センサと、
前記第１のタンクの前記第１の排出口と、前記第２のタンクの前記第２の注入口とを繋げる第１のインク経路と、
前記第１のインク経路に設けられ、前記インクを前記第１のタンクから前記第２のタンクに向けて流動させる第１のポンプと、
前記インクジェットヘッドの前記出口と前記第１のタンクの前記第１の注入口とを繋げる第２のインク経路と、
前記第２のインク経路に設けられ、前記インクを前記インクジェットヘッドから前記第１のタンクに向けて流動させる第２のポンプと、
前記第２のポンプの流量を一定にしながら、前記液面センサの出力に基づき、前記第１のポンプの流量を制御する制御部と、
を備えたインクジェット印刷装置を用いて、印刷物を形成する方法であって、
前記第１のタンク、前記第１のポンプ、前記第２のタンク、前記インクジェットヘッド、前記第２のポンプの順番に、前記インクを循環させ、前記印刷ステージ上で、前記インクジェットヘッドを移動させながら、前記インクジェットヘッドから前記インクを吐出することにより、前記印刷物を形成する工程、
を備え、
前記印刷物を形成する工程において、前記制御部は、前記第２のポンプの流量が一定になるように前記第２のポンプの出力を設定した状態で、
前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が所定位置に達し又は前記所定位置を超えていることを前記液面センサが検出したとき、前記第１のポンプの流量が前記第２のポンプの流量と等しくなるように、前記第１のポンプの流量を制御する第１の手順と、
前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が前記所定位置に達し又は前記所定位置を超えていることを、前記液面センサが継続して第１の所定時間以上検出したとき、前記第１のポンプの流量がゼロになるように、前記第１のポンプの流量を制御する第２の手順と、
前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が前記所定位置に達していないことを、前記液面センサが継続して第２の所定時間以上検出したとき、前記第１のポンプの流量が前記第２のポンプの流量より多くなるように、前記第１のポンプの流量を制御する第３の手順と、
を実行することにより、
前記第２のポンプの流量を一定にしながら、前記液面センサの出力に基づき、前記第１のポンプの流量を制御することを特徴とする、印刷物を形成する方法。

【請求項5】

前記印刷物は、電子部品の一部又は全部であることを特徴とする、請求項４に記載の印刷物を形成する方法。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の印刷物を形成する方法により、電子部品を製造する電子部品の製造方法であって、
前記印刷物を形成する工程において、前記インクとして、絶縁材料を含む第１のインクと、電極材料を含む第２のインクとを用い、前記絶縁材料を含む層と、前記電極材料を含む層とを有する未焼成の前記印刷物を形成し、
未焼成の前記印刷物の前記絶縁材料と前記電極材料とを一緒に焼成する工程を備えたことを特徴とする、電子部品の製造方法。

【請求項7】

請求項４又は５に記載の印刷物を形成する方法により、電子部品を製造する電子部品の製造方法であって、
前記印刷物を形成する工程において、電極材料を含む前記インクを用いて、絶縁材料を含む未焼成のシートに、前記印刷物を形成し、
前記印刷物が形成された未焼成の前記シートを含む未焼成の積層体を形成する工程と、
未焼成の前記積層体の前記電極材料と前記絶縁材料とを一緒に焼成する工程と、
を備えたことを特徴とする、電子部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インクジェット印刷装置に関し、詳しくは、インクを循環させるインクジェット印刷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、インクジェットヘッドに供給するインクを循環させるように構成したインクジェット印刷装置が提案されている。

【0003】

例えば、図１６は、インクジェット印刷装置のインク循環機構の説明図である。図１６に示すように、供給ポンプ１３５によって、着脱自在に構成されたインクタンク１３０から第１のタンク１４０に、インクが供給される。第１のタンク１４０のインクが、第１のポンプ１６２、第２のタンク１５０、インクジェットヘッド１１４、第２のポンプ１６１を経て、第１のタンク１４０に戻るように、インク経路が構成されている。第１のタンク１４０内のインクの液面の位置は、２組のセンサ１４２の上部フロートＢＨと下部フロートＢＬの位置によって検出される。第２のタンク１５０内のインクの液面の位置は、２組のフロート式のセンサ１５２の上部フロートＳＨと下部フロートＳＬの位置によって検出される。第１のタンク１４０と第２のタンク１５０には、大気連通口１４１，１５１が設けられている。インクジェットヘッド１１４は、筺体の内部に固定されており、筺体の内部を搬送され移動しているシート上にプリント処理を行う（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２４０６２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、図１６の構成には、次のような課題がある。

【0006】

第１の課題は、インクタンクと第１のタンクとの間でインクを循環することができないことである。インクの経路に滞留部が存在するので、粒子を含む顔料系インクを用いた場合、インクの粒子が沈降するという問題が発生する。

【0007】

第２の課題は、インクジェットヘッドを動かさないため、印刷タクトが遅くなってしまうことである。インクジェットヘッドが動く分も、印刷ステージを動かさないといけなくなるので、印刷タクトが遅くなる。

【0008】

第３の課題は、インクジェットヘッドを動かすとインクの吐出が不安定になることである。インクジェットヘッドを動かす場合、第２のタンクは動かさず、インクジェットヘッドと第２のタンクの間を柔らかい配管でつなぐことが想定される。インクジェットヘッドを動かすと、インクジェットヘッドと第２のタンクとの間の配管が変形し、内部のインクに圧力がかかり、インクの吐出が不安定になる。第３の課題は、インクジェットヘッドを動かすように構成しようとして新たに発見された課題であり、課題自体が新しい。

【0009】

第４の課題は、第２のタンクとインクジェットヘッドを一緒に動かすことが困難であることである。すなわち、第３の課題を解決するため、第２のタンクとインクジェットヘッドを一緒に動かそうとすると、第２のタンク内のインクが揺れて波打ち、インクの液面が水平な状態から乱れる場合がある。液面が乱れている状態ではセンサの検出値が変動し、この誤った検出値を基にインク循環の制御がされると、インクの吐出が不安定になる。また、第２のタンクは、インクジェットヘッドがいずれの位置にいる場合であっても、インクジェットヘッドのノズルからインクが垂れたりノズルに気体が流入したりすることのない位置に設けなければならない。この制約のため、第２のタンクとインクジェットヘッドを一緒に動かすことは困難になる。第４の課題は、第２のタンクとインクジェットヘッドを一緒に動かすように構成しようとして新たに発見された課題であり、課題自体が新しい。

【0010】

第５の課題は、インクの供給や回収にポンプを使用した場合に、ポンプの脈動がインクジェットヘッドに伝わり、インクの吐出に悪影響が出ることである。第５の課題は、新たに発見された課題であり、課題自体が新しい。

【0011】

本発明は、かかる実情に鑑み、少なくとも第１乃至第３の課題を解決するため、すべてのインクが循環し、インクジェットヘッドを動かすことができ、インクジェットヘッドを動かしてもインクの吐出が不安定になりにくいインクジェット印刷装置を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したインクジェット印刷装置
を提供する。

【0013】

インクジェット印刷装置は、（ａ）インクの入口及び出口を有し、印刷ステージと独立して移動するインクジェットヘッドと、（ｂ）第１の注入口及び第１の排出口を有する第１のタンクと、（ｃ）柱状のタンクであって、軸方向一端が重力方向上側になり軸方向他端が重力方向下側になるように配置され、前記軸方向一端側に第２の注入口を有し、前記軸方向他端側に、前記インクジェットヘッドの前記入口に直接又は配管を介して接続された第２の排出口を有し、前記インクジェットヘッドとの相対位置を固定されて前記インクジェットヘッドと一緒に移動する第２のタンクと、（ｄ）前記第２のタンク内の前記インクの液面を検出する液面センサと、（ｅ）前記第１のタンクの前記第１の排出口と、前記第２のタンクの前記第２の注入口とを繋げる第１のインク経路と、（ｆ）前記第１のインク経路に設けられ、前記インクを前記第１のタンクから前記第２のタンクに向けて流動させる第１のポンプと、（ｇ）前記インクジェットヘッドの前記出口と前記第１のタンクの前記第１の注入口とを繋げる第２のインク経路と、（ｈ）前記第２のインク経路に設けられ、前記インクを前記インクジェットヘッドから前記第１のタンクに向けて流動させる第２のポンプと、を備える。

【0014】

上記構成において、インクを、第１のタンク、第１のポンプ、第２のタンク、インクジェットヘッド、第２のポンプの順番に、循環させることができる。

【0015】

上記構成によれば、すべてのインクが循環し、インクの経路に滞留部が存在しないように構成し、インク内の粒子の沈降を防ぐことができ、第１の課題が解消する。インクジェットヘッドは印刷ステージと独立して移動するため、インクジェットヘッドが固定され、印刷ステージだけが移動する場合に比べ、印刷タクトを速くすることができ、第２の課題が解消する。インクジェットヘッドと第２のタンクとは一緒に移動するので、第２のタンクの第２の排出口とインクジェットヘッドの入口とを繋ぐ配管の変形を防ぐことによって、又は、この配管自体をなくすことによって、インクジェットヘッドを動かしてもインクの吐出が不安定になりにくくすることができ、第３の課題が低減する。

【0016】

インクジェット印刷装置は、（ｉ）前記第２のタンク内において前記インクの前記液面に接している気体の圧力を検出する気圧センサと、（ｊ）前記気体の前記圧力を調整する気圧調整部と、をさらに備える。

【0017】

この場合、気圧センサと気圧調整部とを用いて、第２のタンク内の気体の圧力を、第２のタンク内のインクの液面とインクジェットヘッドとの高低差に応じて調整し、インクジェットヘッド内のインクの圧力を最適化できるため、第２のタンクの設置位置をより自由に設定することができる。その結果、第２のタンクとインクジェットヘッドを一緒に動かすことが容易になり、第４の課題が解消する。

【0018】

そして、前記液面センサは、静電容量式のセンサである。

【0019】

この場合、インクジェットヘッドの移動に伴って第２のタンク内のインクの液面が揺れたり波打ったりしたとき、フロート式のセンサに比べ、液面センサの検出値の乱れを生じにくい。その結果、第２のタンクとインクジェットヘッドを一緒に動かすことが容易になり、第４の課題が解消する。
インクジェット印刷装置は、（ｋ）前記第２のポンプの流量を一定にしながら、前記液面センサの出力に基づき、前記第１のポンプの流量を制御する制御部を、さらに備える。前記制御部は、前記第２のポンプの流量が一定になるように前記第２のポンプの出力を設定した状態で、（ｉ）前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が所定位置に達し又は前記所定位置を超えていることを前記液面センサが検出したとき、前記第１のポンプの流量が前記第２のポンプの流量と等しくなるように、前記第１のポンプの流量を制御する第１の手順と、（ii）前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が前記所定位置に達し又は前記所定位置を超えていることを、前記液面センサが継続して第１の所定時間以上検出したとき、前記第１のポンプの流量がゼロになるように、前記第１のポンプの流量を制御する第２の手順と、（iii）前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が前記所定位置に達していないことを、前記液面センサが継続して第２の所定時間以上検出したとき、前記第１のポンプの流量が前記第２のポンプの流量より多くなるように、前記第１のポンプの流量を制御する第３の手順と、を実行する。

【0020】

好ましくは、前記第２のインク経路のうち、前記インクジェットヘッドの前記出口と前記第２のポンプとの間に、前記インクの脈動を減衰する減衰部が設けられている。

【0021】

この場合、第２のポンプによりインクジェットヘッドに伝わる脈動を低減できる。その結果、インクの供給や回収にポンプを使用した場合に、ポンプの脈動がインクジェットヘッドに伝わり、インクの吐出に悪影響が出る第５の課題が低減する。

【0022】

好ましくは、前記第２の注入口が、前記第２のタンク内の前記インクから離れるように構成されている。

【0023】

この場合、第１のポンプによりインクジェットヘッドに伝わる脈動を低減することができる。その結果、インクの供給や回収にポンプを使用した場合に、ポンプの脈動がインクジェットヘッドに伝わり、インクの吐出に悪影響が出る第５の課題が低減する。

【0024】

前述したように、インクジェット印刷装置は、（ｋ）前記第２のポンプの流量を一定にしながら、前記液面センサの出力に基づき、前記第１のポンプの流量を制御する制御部を、さらに備える。

【0025】

この場合、第２のタンク内のインクの液面の位置が一定になるように、第１のポンプの流量を制御することによって、第２のタンク内のインクの液面の位置変化し、流量が変化することによって発生する脈動を、インクジェットヘッドにより伝えにくくすることができる。その結果、インクの供給や回収にポンプを使用した場合に、ポンプの脈動がインクジェットヘッドに伝わり、インクの吐出に悪影響が出る第５の課題が低減する。

【0027】

また、本発明は、以下のように構成した印刷物を形成する方法を提供する。

【0028】

印刷物を形成する方法は、（ａ）インクの入口及び出口を有し、印刷ステージと独立して移動するインクジェットヘッドと、（ｂ）第１の注入口及び第１の排出口を有する第１のタンクと、（ｃ）柱状のタンクであって、軸方向一端が重力方向上側になり軸方向他端が重力方向下側になるように配置され、前記軸方向一端側に第２の注入口を有し、前記軸方向他端側に、前記インクジェットヘッドの前記入口に直接又は配管を介して接続された第２の排出口を有し、前記インクジェットヘッドとの相対位置を固定されて前記インクジェットヘッドと一緒に移動する第２のタンクと、（ｄ）前記第２のタンク内の前記インクの液面を検出する液面センサと、（ｅ）前記第１のタンクの前記第１の排出口と、前記第２のタンクの前記第２の注入口とを繋げる第１のインク経路と、（ｆ）前記第１のインク経路に設けられ、前記インクを前記第１のタンクから前記第２のタンクに向けて流動させる第１のポンプと、（ｇ）前記インクジェットヘッドの前記出口と前記第１のタンクの前記第１の注入口とを繋げる第２のインク経路と、（ｈ）前記第２のインク経路に設けられ、前記インクを前記インクジェットヘッドから前記第１のタンクに向けて流動させる第２のポンプと、（ｉ）前記第２のポンプの流量を一定にしながら、前記液面センサの出力に基づき、前記第１のポンプの流量を制御する制御部と、を備えたインクジェット印刷装置を用いて、印刷物を形成する。印刷物を形成する方法は、前記第１のタンク、前記第１のポンプ、前記第２のタンク、前記インクジェットヘッド、前記第２のポンプの順番に、前記インクを循環させ、前記印刷ステージ上で、前記インクジェットヘッドを移動させながら、前記インクジェットヘッドから前記インクを吐出することにより、前記印刷物を形成する工程、を備える。前記印刷物を形成する工程において、前記第２のポンプの流量を一定にしながら、前記液面センサの出力に基づき、前記第１のポンプの流量を制御する。すなわち、前記制御部は、前記第２のポンプの流量が一定になるように前記第２のポンプの出力を設定した状態で、（ｉ）前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が所定位置に達し又は前記所定位置を超えていることを前記液面センサが検出したとき、前記第１のポンプの流量が前記第２のポンプの流量と等しくなるように、前記第１のポンプの流量を制御する第１の手順と、（ii）前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が前記所定位置に達し又は前記所定位置を超えていることを、前記液面センサが継続して第１の所定時間以上検出したとき、前記第１のポンプの流量がゼロになるように、前記第１のポンプの流量を制御する第２の手順と、（iii）前記第２のタンク内の前記インクの前記液面が前記所定位置に達していないことを、前記液面センサが継続して第２の所定時間以上検出したとき、前記第１のポンプの流量が前記第２のポンプの流量より多くなるように、前記第１のポンプの流量を制御する第３の手順と、を実行する。

【0029】

上記方法によれば、インク内の粒子の沈降を防ぐことができ、第１の課題が解消する。印刷タクトを速くすることができ、第２の課題が解消する。インクジェットヘッドを動かしてもインクの吐出が不安定になりにくくすることができ、第３の課題が低減する。第２のタンク内のインクの液面の位置を一定にするための流量変化による脈動を、インクジェットヘッドに伝えにくくすることができ、第５の課題が低減する。

【0030】

好ましくは、前記印刷物は、電子部品の一部又は全部である。

【0031】

この場合、インクジェット印刷装置を用いて電子部品を製造することができる。

【0032】

また、本発明は、上述した印刷物を形成する方法により、電子部品を製造する電子部品の製造方法を提供する。

【0033】

電子部品の製造方法は、上述した印刷物を形成する方法の前記印刷物を形成する工程において、前記インクとして、絶縁材料を含む第１のインクと、電極材料を含む第２のインクとを用い、前記絶縁材料を含む層と、前記電極材料を含む層とを有する未焼成の前記印刷物を形成する。電子部品の製造方法は、未焼成の前記印刷物の前記絶縁材料と前記電極材料とを一緒に焼成する工程を備える。

【0034】

上記方法によれば、インクジェット印刷装置を用いて、電子部品の全部又は一部を形成することができる。

【0035】

さらに、本発明は、上述した印刷物を形成する方法により、電子部品を製造する電子部品の製造方法を提供する。

【0036】

電子部品の製造方法は、上述した印刷物を形成する方法の前記印刷物を形成する工程において、電極材料を含む前記インクを用いて、絶縁材料を含む未焼成のシートに、前記印刷物を形成する。電子部品の製造方法は、（ｉ）前記印刷物が形成された未焼成の前記シートを含む未焼成の積層体を形成する工程と、（ii）未焼成の前記積層体の前記電極材料と前記絶縁材料とを一緒に焼成する工程と、を備える。

【0037】

上記方法によれば、インクジェット印刷装置を用いて、電子部品の全部又は一部を形成することができる。

【発明の効果】

【0038】

本発明によれば、すべてのインクが循環し、インクジェットヘッドを動かすことができ、インクジェットヘッドを動かしてもインクの吐出が不安定になりにくい。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】図１はインクジェット印刷装置の全体構成図である。（実施例１）

【図2】図２は印刷ステージ及びインクジェットヘッドの説明図である。（実施例１）

【図3】図３はインクジェットヘッドの断面図である。（実施例１）

【図4】図４は第１のタンクの説明図である。（実施例１）

【図5】図５は第２のタンク及びインクジェットヘッドの説明図である。（実施例１）

【図6】図６は第２のタンク及びインクジェットヘッドのイメージ図である。（実施例１）

【図7】図７は第２のタンクの圧力調整構成の説明図である。（実施例２）

【図8】図８は静電容量式の液面センサの模式図である。（実施例３）

【図9】図９は減衰部の模式図である。（実施例４）

【図10】図１０は配管抵抗式の減衰部の模式図である。（実施例４）

【図11】図１１は第２のタンクの説明図である。（実施例５）

【図12】図１２は制御部の動作のフローチャートである。（実施例６）

【図13】図１３はインクジェット印刷装置の全体構成図である。（実施例１）

【図14】図１４は電子部品の製造工程を示す断面図である。（実施例１）

【図15】図１５は電子部品の製造工程を示す断面図である。（実施例１）

【図16】図１６はインク循環機構の説明図である。（従来例）

【発明を実施するための形態】

【0040】

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。

【0041】

＜実施例１＞ 実施例１のインクジェット印刷装置１０について、図１〜図６を参照しながら説明する。

【0042】

図１は、インクジェット印刷装置１０の全体構成図である。図１に示すように、インクジェット印刷装置１０には、ワーク２を載せる印刷ステージ１２と、インクを吐出するインクジェットヘッド２０とが、不図示の基台に対して移動可能に配置され、間隔を設けて互いに対向している。印刷ステージ１２は駆動装置１４によって駆動され、インクジェットヘッド２０は駆動装置１６によって駆動される。印刷ステージ１２とインクジェットヘッド２０とは、互いに異なる方向に独立して移動することが可能である。制御装置１８は、駆動装置１４，１６の動作と、インクジェットヘッド２０のインクの吐出とを制御する。

【0043】

インクジェット印刷装置１０は、矢印４ｘで示す方向にインクが循環するように構成されている。すなわち、第１のタンク３０の第１の排出口３０ｔと第２のタンク３２の第２の注入口３２ｓとを繋げる第１のインク経路３１に、インクを第１のタンク３０から第２のタンク３２に向けて流動させる第１のポンプ３４が設けられている。インクジェットヘッド２０の出口２１ｂと第１のタンク３０の第１の注入口３０ｓとを繋げる第２のインク経路３５に、インクをインクジェットヘッド２０から第１のタンク３０に向けて流動させる第２のポンプ３６が設けられている。第２のタンク３２の第２の排出口３２ｔが、第３のインク経路３３を介して、又は直接、インクジェットヘッド２０の入口２１ａに繋がれている。

【0044】

鎖線で囲まれたインクジェットヘッド２０と第２のタンク３２と液面センサ３２ａとは、相対位置一定で動く。すなわち、第２のタンク３２及び液面センサ３２ａは、インクジェットヘッド２０との相対位置を固定されてインクジェットヘッド２０と一緒に動く。第２のタンク３２は移動するため、第１のタンク３０よりも小さくすることが好ましい。第１のタンク３０はメインタンクであり、第２のタンク３２はサブタンクである。

【0045】

制御部３８は、第２のタンク３２内のインクの液面を検出する液面センサ３２ａの検出値に基づき、第１のポンプ３４と第２のポンプ３６の流量を制御する。

【0046】

図２は、印刷ステージ１２及びインクジェットヘッド２０の構成を示す説明図である。図２に示すように、印刷ステージ１２は、矢印８で示すＸ方向に移動し、インクジェットヘッド２０は、矢印９で示すＹ方向に移動する。印刷ステージ１２とインクジェットヘッド２０とが相対移動する間に、インクジェットヘッド２０からインク７を吐出させて、印刷ステージ１２に載せたワーク２に印刷する。

【0047】

図２では、インクジェットヘッド２０に、インク７を吐出するノズルが１つだけ形成されている場合を図示しているが、インクジェットヘッド２０には、複数のノズルを１列に、又は複数列に形成することが好ましい。ノズル列の方向は、Ｘ方向でも、Ｙ方向でも、ＸＹ平面上の任意の方向でも構わない。

【0048】

なお、インクジェットヘッド２０は、複数個を備えてもよい。インクの種類が異なるインクジェットヘッド２０を組み合わせてもよい。一つのインクジェットヘッドから種類の異なるインクが吐出するように構成してもよい。この場合、インクの種類ごとにインクジェットヘッド内に独立した流路を形成し、別々のインク経路と接続される。

【0049】

ワーク２は、インクジェットヘッド２０の移動方向と交差（好ましくは、直交）する方向に送られる長尺のシート状でもよい。この場合、印刷ステージ１２の代わりに、ベルトやロール等を用いてワークを搬送してもよい。曲げることが容易なワークの場合、ロールにワークを沿わせ、ワークの搬送経路を曲げてもよい。

【0050】

例えば、インクジェットヘッド２０は、最高移動速度が１００ｍｍ／ｓ以上、かつ２００ｍｍ／ｓ以下で往復移動し、２ｓ以上、かつ３ｓ以下で１往復する。

【0051】

ワーク２とインクジェットヘッド２０の両方が移動している間に印刷すると、静止しているインクジェットヘッド２０に対してワーク２が移動している間に印刷する場合よりも、印刷タクトを速くすることができる。

【0052】

図３は、インクジェットヘッド２０の構成を概念的に示す断面図である。図３に示すように、インクジェットヘッド２０は、互いに結合されたマニホールド２２とアクチュエータユニット２４との間に、フィルタ２３ｘで区画されたプレフィルタチャンバ２３ａ及びポストフィルタチャンバ２３ｂを有する。マニホールド２２の両端部にインクポート２１ａ，２１ｂが設けられている。一方のインクポート２１ａはインクの入口であり、プレフィルタチャンバ２３ａの一方の端部に連通する孔が形成されている。他方のインクポート２１ｂはインクの出口であり、プレフィルタチャンバ２３ａの他方の端部に連通する孔が形成されている。

【0053】

インクポート２１ａからプレフィルタチャンバ２３ａに入ったインクの全部又は大部分は、プレフィルタチャンバ２３ａを流れてインクポート２１ｂから出る。例えば、プレフィルタチャンバ２３ａの流路断面（図３において紙面垂直方向の断面）の面積は、２０ｍｍ^２以上、かつ３０ｍｍ^２以下であり、プレフィルタチャンバ２３ａの容量は、２ｍＬ以上、かつ３ｍＬ以下である。

【0054】

アクチュエータユニット２４には、一端がポストフィルタチャンバ２３ｂに連通する複数のアクチュエータチャンバ２５が形成され、アクチュエータチャンバ２５の他端は、ノズルプレート２６で覆われている。ノズルプレート２６には、各アクチュエータチャンバ２５に対向する位置に、ノズルプレート２６を貫通する不図示のノズルが形成されている。

【0055】

アクチュエータユニット２４に設けられた圧電素子や加熱手段によって、アクチュエータチャンバ２５内のインクが押し出され、ノズルプレート２６のノズルからインク７が吐出する。例えば、１ノズルの１回あたりのインクの吐出量、すなわち、ノズルから吐出される１滴のインク７の量は、数〜数百ｐＬ（ピコリットル）である。

【0056】

ノズルの数は、数十本から千数百本程度が好ましい。ノズル間のピッチは、広くても１ｍｍ程度までである。ノズルの配列は１列であっても複数列であっても良く、すべてが連続して配列されている必要はない。

【0057】

図４は、第１のタンク３０の構成を概念的に示す説明図である。図４（ａ）に示すように、第１のタンク３０は、円筒形の密閉可能な金属のタンク本体３０ａの上部から２本のパイプをタンクに差し込み、第１の注入口３０ｓ及び第１の排出口３０ｔを形成している。タンク本体３０ａの材質は、ステンレスであることが好ましい。タンク本体３０ａには、例えば、内径１８０ｍｍ、高さ２００ｍｍ、容量５リットルのものを用いる。

【0058】

図４（ｂ）に示すように、タンク本体３０ｂの上部から、第１の注入口３０ｓを形成するパイプを差し込み、タンク本体３０ｂの下部に第１の排出口３０ｔを設けてもよい。

【0059】

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第１のタンク３０のタンク本体３０ａ，３０ｂの上部には、インク４が減った分の気体を外部から吸い込むチェックバルブ３０ｃが設置されている。チェックバルブ３０ｃの先端には、タンク本体３０ａ，３０ｂ内のクリーン度を保つために、エアフィルタ３０ｆが取り付けられているのがよい。

【0060】

第１のタンク３０に、タンク本体３０ａ，３０ｂ内のインク４を撹拌するための撹拌翼などを用いた撹拌装置３０ｍを取り付けてもよい。タンク本体３０ａ，３０ｂの内側の汚れを防止する目的や、少量のインクを循環させる目的で、タンク本体３０ａ，３０ｂの内部に別の内容器を入れてもよい。

【0061】

図５は、第２のタンク３２及びインクジェットヘッド２０の構成を概念的に示す説明図である。図５に示すように、第２のタンク３２は、柱状、好ましくは円筒形のタンクであって、軸方向一端が重力方向上側になり軸方向他端が重力方向下側になるように配置され、軸方向一端に第２の注入口３２ｓを有し、軸方向他端に第２の排出口３２ｔを有している。第２のタンク３２は、第２のタンク３２の軸方向が重力方向と平行になるように配置されることが好ましいが、重力方向に対して斜めに配置されてもよい。

【0062】

第２のタンク３２は、インク４の液面５の想定位置から第２の排出口３２ｔに向かって、第２のタンク３２の内部空間の水平断面が、同じ形状・寸法か、狭くなる形状であれば、インク４が滞留する部分がないため、望ましい。ただし、第２のタンク３２に収容されるインクの全体量に対して十分に少ない量のインクが滞留する部分があったとしても問題ない。

【0063】

第２のタンク３２の材質は、インクの成分に耐性のあることが好ましい。例えば、第２のタンク３２には、内径２５ｍｍ、全長１００ｍｍ、内容量２０ｍＬ（ミリリットル）のポリプロピレン製のタンクを用いる。

【0064】

第２のタンク３２には、第２のタンク３２の内部のインク４の液面５を検出する液面センサ３２ａが設けられている。第２のタンク３２の第２の排出口３２ｔと、インクジェットヘッド２０の入口２１ａ（図３参照）との間は、配管３３ｐで接続されている。配管３３ｐは、第３のインク経路３３（図１参照）である。

【0065】

本実施例では、インクジェットヘッド２０と第２のタンク３２の相対位置を固定して、軟質の配管３３ｐを用いて最短距離で接続することによって、配管３３ｐが動かないように固定している。

【0066】

図６は、第２のタンク３２及びインクジェットヘッド２０のイメージ図である。図６に示すように、インクジェットヘッド２０が固定されたベース部材２７に、サポート部材２８が結合されている。サポート部材２８には、第２のタンク３２が固定されている。ベース部材２７は、駆動装置１４（図１参照）によって駆動され移動し、同時に、第２のタンク３２は、インクジェットヘッド２０との相対位置を固定されてインクジェットヘッド２０と一緒に動く。

【0067】

配管３３ｐは、インク４の成分に耐性があれば材質は問わない。配管３３ｐが軟質の場合には、配管３３ｐは、インクジェットヘッド２０と第２のタンク３２が一体となって動く際に変形しないように固定されている必要がある。配管３３ｐが変形しないように、硬質の樹脂や金属の配管を用いてもよい。

【0068】

第２のタンク３２〜配管３３ｐ〜インクジェットヘッド２０の間にインクの流れが澱む部分がなければ、第２のタンク３２はインクジェットヘッド２０と一体化されていてもよい。第２のタンク３２の第２の排出口３２ｔとインクジェットヘッドの入口２１ａとが直接接続されてもよい。

【0069】

図１に示した第１のポンプ３４、第２のポンプ３６として、本実施例ではチューブポンプを用いる。チューブポンプの駆動源としてはステッピングモータを用いる。ポンプの流量は、例えば２０ｍＬ／ｍｉｎ以上であり、インクジェットヘッド２０のノズルから気体を吸い込まないように、インクの種類・インクの吐出量に合わせて設定する。ポンプは、例えば１ｓ以内に所定の設定流量に追従できる応答性を有するものを用いる。上記の性能を満たしていれば、ポンプの種類は回転ポンプ、往復ポンプなど種類は問わない。また、ポンプの動力源として上記の性能を満たしていれば、電動モータ、圧縮空気など、ポンプの駆動源の種類は問わない。

【0070】

第１のポンプ３４、第２のポンプ３６を駆動してインクの循環を行う。インクの循環を行う際に、制御部３８は、第２のタンク３２に設けた液面センサ３２ａの検出値をフィードバックしながら、第１のポンプ３４と第２のポンプ３６の流量に差をつけるように制御することで、インクを吐出している間、第２のタンク３２内のインクの液面高さを一定範囲内に保ち、インクジェットヘッド２０内のインクにかかる圧力を一定範囲内に保つ。本実施例では、第２のタンク３２内のインク４の液面５の高さを、例えば設定値±３ｍｍの範囲で維持する。

【0071】

図１に示した第１のインク経路３１や第２のインク経路３５は、インクの成分に耐性のあるチューブを用いて構成する。例えば、内径が２ｍｍ以上、かつ６ｍｍ以下のチューブを用いる。

【0072】

以上のように、実施例１のインクジェット印刷装置１０は、すべてのインクが循環し、インクの経路に滞留部が存在しないように構成し、インク内の粒子の沈降を防ぐことができ、第１の課題が解消する。インクジェットヘッド２０は印刷ステージ１２と独立して移動するため、インクジェットヘッド２０が固定され、印刷ステージ１２だけが移動する場合に比べ、印刷タクトを速くすることができ、第２の課題が解消する。インクジェットヘッド２０と第２のタンク３０とは一緒に移動するので、第２のタンク３２の第２の排出口３２ｔとインクジェットヘッド２０の入口２１ａとを繋ぐ配管３３ｐの変形を防ぐことによって、又は、この配管３３ｐ自体をなくすことによって、インクジェットヘッド２０を動かしてもインクの吐出が不安定になりにくくすることができ、第３の課題が低減する。

【0073】

＜実施例２＞ 実施例２のインクジェット印刷装置について、図７を参照しながら説明する。実施例２のインクジェット印刷装置は、第２のタンク３２内の気体３の圧力を調整する圧力調整機構を備えている。他の構成は実施例１と同じである。以下、実施例２以降において、実施例１と同じ構成には同じ符号を用い、実施例１との相違点を中心に説明する。

【0074】

図７は、第２のタンク３２の圧力調整機構３３の説明図である。図７に示すように、気密に構成された第２のタンク３２の内部空間に、気圧センサ３２ｂと気圧調整部３２ｃの調整部３２ｎとが、配管３２ｕを介して接続されている。気圧センサ３２ｂは、第２のタンク３２内においてインク４の液面５に接している気体３の圧力を検出する。

【0075】

気圧調整部３２ｃの制御部３２ｍは、矢印３２ｘで示すように気圧センサ３２ｂからフィードバックされた気体３の圧力の測定値と、矢印３２ｙで示すように上位システム１１から指示された圧力目標値とが入力され、両者を比較して、矢印３２ｚで示すように調整部３２ｎに制御信号を出力する。調整部３２ｎは、制御信号に応じて、圧力源３２ｐと第２のタンク３２とを接続し、第２のタンク３２内の気体３の圧力を調整する。

【0076】

気圧センサ３２ｂは、第２のタンク３２内の気体３の圧力(ゲージ圧)が検出できればよく、歪ゲージ式、半導体ピエゾ抵抗式、静電容量式、シリコンレゾナント式など、検出の原理を問わない。

【0077】

第２のタンク３２内の気体３の圧力は、例えばゲージ圧で−１ｋＰａ以下、かつ−５ｋＰａ以上の負圧状態に維持される。第２のタンク３２内の気体３の圧力は、インクの比重や、インクジェットヘッド２０のノズルプレート２６の高さから第２のタンク３２の液面までの高さ(水頭差)によって決まる。

【0078】

負圧の圧力源３２ｐの他に、圧縮気体による正圧の圧力源を設け、調整部３２ｎで流路を切替えることで、第２のタンク３２に正圧の圧力源を接続し、第２のタンク３２とインクジェットヘッド２０のインクを排出する機能を備えるように構成してもよい。

【0079】

気圧調整部３２ｃによって第２のタンク３２内の気体３の圧力を調整し、インク４にかかる圧力を制御することによって、インクの吐出の安定性を向上させ、インクジェットヘッドのノズルからのインクの垂れや気体の吸い込みを防止することができる。

【0080】

第２のタンク３２内の気体３の圧力を、第２のタンク３２とインクジェットヘッドとの高低差に応じて調整し、インクジェットヘッド内のインクの圧力を最適化できるため、第２のタンク３２の設置位置をより自由に設定することができる。その結果、第２のタンク３２とインクジェットヘッドを一緒に動かすことが容易になり、第４の課題が解消する。

【0081】

＜実施例３＞ 実施例３のインクジェット印刷装置について、図８を参照しながら説明する。実施例３のインクジェット印刷装置は、第２のタンク３２に設ける液面センサが、静電容量式の液面センサ５０である。他の構成は、実施例１又２と同じである。

【0082】

図８は、静電容量式の液面センサ５０の模式図である。図８（ａ）に示すように、液面センサ５０は、検出電極５２と参照電極５４とが、第２のタンク３２の外側に互いに対向するように取り付けられ、検出電極５２と参照電極５４の間に、容量Ｃの平板コンデンサが構成される。

【0083】

比誘電率εのインク４を第２のタンク３２に入れた際に、図８（ｂ）に示すように、液面センサ５０は、電極５６間に気体３が配置された静電容量Ｃａの平板コンデンサと、電極５８間にインク４が配置された静電容量Ｃｂの平板コンデンサとが並列に接続された等価回路と考えることができる。静電容量式の液面センサ５０は、検出電極５２と参照電極５４が互いに対向する領域にインク４が無いときの平板コンデンサの容量Ｃと、検出電極５２と参照電極５４が互いに対向する領域にインク４が入ったときのＣａとＣｂの合成容量とを比較することによって、液面５の高さを検出する。

【0084】

静電容量式の液面センサ５０では、検出電極５２と参照電極５４とが互いに対向する領域内に存在する比誘電率εのインク４の量に対応付して、インク４の液面５の高さを検出する。この検出原理から、検出電極５２と参照電極５４とが互いに対向する領域内にインク４の液面５があれば、液面５が揺れたり波打ったりしても、検出電極５２と参照電極５４とが互いに対向する領域内に存在するインク４自体の量が変化しない場合には、検出する合成容量、つまり液面高さの検出値は変化しない。

【0085】

第２のタンクとインクジェットヘッドを一緒に動かすと、第２のタンク内のインクの液面が揺れたり波打ったりすることがある。フロート式のセンサは、液面の揺れによって検出値が変動しやすい。そのため、インク循環の制御が不安定になりやすい。

【0086】

これに対し、静電容量式の液面センサ５０は、第２のタンク内のインクの液面が揺れたり波打ったりしたときに、フロート式のセンサに比べ、検出値の乱れを生じにくいため、インク循環の制御が不安定になりにくい。その結果、第２のタンクとインクジェットヘッドを一緒に動かすことが容易になり、第４の課題が解消する。

【0087】

＜実施例４＞ 実施例４のインクジェット印刷装置について、図９及び図１０を参照しながら説明する。実施例４のインクジェット印刷装置は、減衰部が追加されている。他の構成は、実施例１、２又は３と同じである。

【0088】

図９は、減衰部の構成を示す模式図である。減衰部として一般的に、図９（ａ）に示すエアチャンバ６０や、図９（ｂ）に示すアキュームレータ６２が使われる。これらの装置６０，６２は、液体６１の入口６０ａから出口６０ｂまでの流路の途中に、液体６１が貯まる部分が接続されている。実施例４の減衰部として、これらの装置６０，６２を用いてもよい。

【0089】

しかし、図９（ａ）に示したエアチャンバ６０は、液体６１に接する気体６３が、液体６１に溶けて少なくなるため、エアチャンバ６０内に気体６３を定期的に補充することが必要である。

【0090】

図９（ｂ）に示したアキュームレータ６２は、液体６１と気体６３がゴム膜６２ｘで仕切られているため、気体６３が液体６１に溶けることはない。しかし、ゴム膜６２ｘが液体６１により劣化する。

【0091】

これに対し、配管抵抗により脈動を減衰する配管抵抗式の減衰装置は、メンテナンスが不要であり、劣化しにくいため、実施例４の減衰部として、より好ましい。

【0092】

図１０は、配管抵抗式の減衰部６４の構成を示す模式図である。図１０に示すように、減衰部６４は、液体の入口６４ａと出口６４ｂとの間をつなぐ配管６６が、ケース６５に収納されている。ケース６５内の配管６６は、ジグザグに折り返され、あるいは、らせん状や渦巻き状に巻かれており、配管抵抗が大きくなるように構成されている。

【0093】

液体が入口６４ａから出口６４ｂまで流れる間に、配管６６の折り返し部や巻かれた屈曲部を通過するときの配管抵抗によって、配管６６を流れる流体を介して伝搬する脈動を減衰することができる。

【0094】

配管６６に、インクジェット印刷装置の配管と同じ素材のもの、すなわちインクの成分に耐性のある素材のものを使用すると、インクの成分による劣化が発生しない。配管６６は軟質、硬質など、どのようなものでもかまわないが、軟質の配管を使うと配管の厚さが薄い場合にはアキュームレータのゴム膜のような効果も期待できる可能性がある。

【0095】

図９又は図１０の減衰部は、第２のインク経路３５のうち第２のポンプ３６とインクジェットヘッド２０の出口２１ｂとの間や第３のインク経路３３に（図１参照）、設ける。これにより、第２のポンプによりインクジェットヘッドに伝わる脈動を低減できる。その結果、インクの供給や回収にポンプを使用した場合に、ポンプの脈動がインクジェットヘッドに伝わり、インクの吐出に悪影響が出る第５の課題が低減する。

【0096】

＜実施例５＞ 実施例５のインクジェット印刷装置について、図１１を参照しながら説明する。実施例５では、第２の注入口が、第２のタンク内のインクから離れるように構成する。その他の構成は、実施例１、２、３又は４と同じである。

【0097】

図１１は、第２のタンク３２の構成を概念的に示す説明図である。図１１に示すように、第２の注入口３２ｓが、第２のタンク３２内のインク４の液面５から離れ、第２のタンク３２の第２の注入口３２ｓが、第２のタンク３２内のインク４に接していないように構成されている。

【0098】

そのため、第１のポンプから第２のタンク３２の第２の注入口３２ｓまで送られたインクと、第２のタンク３２内のインク４とが一度切り離され、第１のポンプ３４の脈動による圧力変動が、第２のタンク３２内のインク４に直接伝わることがなくなる。

【0099】

さらに、第２のタンク３２を気密に構成する。これにより、第２のタンク３２内の気体３が、図９（ａ）のエアチャンバ６０の気体６３と同様の効果を発揮することにより、インクジェットヘッド内のインクに伝わる脈動を減衰することができる。

【0100】

第２のタンク３２を気密に構成すると、図９（ａ）のエアチャンバ６０と同様に、気体を定期的に補充する必要がある。

【0101】

そこで、実施例３と同様に、第２のタンク３２の上部に配管３２ｕを設け、第２のタンク３２内の気体３の圧力を調整する圧力調整機構３３（図７参照）を設ける。この配管３２ｕから第２のタンク３２内の気体３の圧力（負圧）を一定に保つのに必要な気体が供給されるので、気体を定期的に補充する必要がなくなる。

【0102】

本実施例では、例えば、容量２０ｍＬの第２のタンク３２を用い、インク１０ｍＬ、気体１０ｍＬの割合になるようにする。

【0103】

以上のように構成すると、第１のポンプによりインクジェットヘッドに伝わる脈動を低減することができる。その結果、インクの供給や回収にポンプを使用した場合に、ポンプの脈動がインクジェットヘッドに伝わり、インクの吐出に悪影響が出る第５の課題が低減する。

【0104】

＜実施例６＞ 実施例１、２、３、４又は５のインクジェット印刷装置において、制御部が、第２のポンプの流量を一定にしながら、液面センサの出力に基づき、第１のポンプの流量を制御する実施例６について、図１２を参照しながら説明する。

【0105】

図１２は、制御部の動作を示すフローチャートである。図１２に示すように、制御部は、まず、第２のポンプを起動する。このとき、第２のポンプの流量Ｑ２が一定になるように、第２のポンプの出力を設定する（Ｓ１０）。

【0106】

次いで、タイマーをリセットした後（Ｓ１２）、液面センサがＯＮであるか否かを判定する（Ｓ１４）。液面センサは、第２のタンク内のインクの液面が所定位置に達し、又は所定位置を超えているときに、ＯＮになる。

【0107】

液面センサがＯＮであれば（Ｓ１４でＹ）、第１のポンプの流量Ｑ１が第２のポンプの流量Ｑ２と同じになるように、第１のポンプの出力を設定し（Ｓ１６）、タイマーが第１の所定時間Ｔ１に達するまで（Ｓ１８で＜）、ステップＳ１４に戻り、液面センサのＯＮが継続するかを監視する（Ｓ１４）。

【0108】

すなわち、第２のタンク内のインクの液面が所定位置に達し又は所定位置を超えていることを液面センサが検出したとき（Ｓ１４でＹ）、第１のポンプの流量Ｑ１が第２のポンプの流量Ｑ２と等しくなるように、第１のポンプの流量を制御する（Ｓ１６）。これは、制御部が実行する第１の手順である。

【0109】

タイマーが第１の所定時間Ｔ１を経過すると（Ｓ１８で≧）、第１のポンプの流量Ｑ１がゼロになるように、第１のポンプの流量を制御し（Ｓ２０）、ステップＳ１２に戻る。

【0110】

すなわち、第２のタンク内のインクの液面が所定位置に達し又は所定位置を超えていることを、液面センサが継続して第１の所定時間Ｔ１以上検出したとき（Ｓ１８で≧）、第１のポンプの流量Ｑ１がゼロになるように、第１のポンプの流量を制御する（Ｓ２０）。これは、制御部が実行する第２の手順である。

【0111】

ステップＳ１４において、液面センサがＯＮでないと判定すれば（Ｓ１４でＮ）、タイマーをリセットした後（Ｓ２２）、液面センサがＯＮであるか否かを判定し（Ｓ２３）、タイマーが第２の所定時間Ｔ２に達するまで（Ｓ２４で＜）、液面センサのＯＮが継続するかを監視する（Ｓ２３）。監視中に液面センサがＯＮになれば（Ｓ２３でＹ）、ステップＳ１２に戻る。タイマーが第２の所定時間Ｔ２を経過すると（Ｓ２４で≧）、第１のポンプの流量Ｑ１が第２のポンプの流量Ｑ２より増えるように、第１のポンプの出力を設定する（Ｓ２６）。

【0112】

すなわち、第２のタンク内のインクの液面が所定位置に達していないことを、液面センサが継続して第２の所定時間Ｔ２以上検出したとき（Ｓ２４で≧）、第１のポンプの流量が第２のポンプの流量より多くなるように、第１のポンプの流量を制御する（Ｓ２６）。これは、制御部が実行する第３の手順である。

【0113】

次いで、タイマーをリセットし（Ｓ２８）、タイマーが第３の所定時間Ｔ３に達するまで（Ｓ３２で＜）、液面センサがＯＮでない状態が継続するかを監視する（Ｓ３０）。監視中に液面センサがＯＮになれば（Ｓ３０でＹ）、ステップＳ１２に戻る。タイマーが第３の所定時間Ｔ３に達したときには（Ｓ３２でＹ）、漏液警告表示を発する（Ｓ３４）。例えば、インクジェット印刷装置に設けた警告灯を点灯あるいは点滅し、上位システムに警告信号を送信する。

【0114】

上記のように制御することによって、第２のタンク内の液面は、液面センサのＯＮ／ＯＦＦが切り替わる所定位置に対して上下に変動する幅を所定範囲内に制限することができる。すなわち、第２のタンクからインクが溢れたり、第２のタンクが空になりインクジェットヘッドに気体が混入したりすることを防ぐことができる。

【0115】

液面高さを制限する場合、一般には、上限用と下限用の合計２個の液面センサを用いるところを、１個の液面センサだけを用いて、インクの液面高さの変動を所定範囲内に制限することができる。

【0116】

以上のように、第２のタンク内のインクの液面の位置が一定になるように、第１のポンプの流量を制御することによって、第２のポンプの流量を制御する必要がなくなり、第２のポンプの流量が変化することによって発生する脈動が、インクジェットヘッドに伝わる機会を削減することができる。その結果、インクの供給や回収にポンプを使用した場合に、ポンプの脈動がインクジェットヘッドに伝わり、インクの吐出に悪影響が出る第５の課題が低減する。

【0117】

＜実施例７＞ 実施例７のインクジェット印刷装置１０ａについて、図１３を参照しながら説明する。実施例７は、実施例１に、実施例２〜６を組み合わせた構成である。

【0118】

図１３は、インクジェット印刷装置１０ａの全体構成図である。図１３に示すように、第２のタンク３２は、実施例２と同様に、第２のタンク３２内の気体の圧力を調整するための気圧センサ３２ｂ及び気圧調整部３２ｃが追加され、実施例５と同様に、第２の注入口は第２のタンク内のインクから離れるように構成されている。第２のタンク３２には、実施例３と同様に、静電容量式の液面センサ５０が設けられている。第１のインク経路３５には、実施例４と同様に、減衰部３５ｘが設けられている。

【0119】

さらに、第３のインク経路３３にも、減衰部３３ｘが設けられている。この減衰部３３ｘは、実施例４の減衰部と同様のものである。

【0120】

制御部３８は、実施例６と同様に、第２のポンプの流量を一定にしながら、第１のポンプ３４の流量を制御する。

【0121】

実施例７のインクジェット印刷装置は、実施例１〜５の構成要素を組み合わせることで、インクの澱む部分の無い流路と、インクジェットヘッド２０を動かしながらの印刷とを実現できる。また、実施例１〜６の構成要素を組み合わせることで、ポンプによりインクを循環させても、インクジェットヘッド２０に伝わるポンプによる脈動を低減できる。

【0122】

＜実施例８＞ 実施例８の電子部品の製造法について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。実施例８では、実施例１〜７と同様に構成された１台又は２台以上のインクジェット印刷装置を用いて、電子部品の全部又は一部を形成する。実施例１に、実施例２〜６の２つ以上の特徴部分を組み合わせたインクジェット印刷装置を用いても構わない。

【0123】

図１４及び図１５は、電子部品８０の製造工程を模式的に示す断面図である。インクジェット印刷装置を用いて図１５（ｇ）に示す未焼成の積層体７０を作製し、作製した未焼成の積層体７０を焼成することによって、図１５（ｈ）に示す電子部品８０を得る。以下、電子部品８０がセラミック電子部品である場合を例に挙げて、詳しく説明する。

【0124】

（１）まず、図１４（ａ）に示すように、インクジェット印刷装置の絶縁材料用インクジェットヘッド７０ａと基材７８が載置された印刷ステージとを相対移動させながら、絶縁材料用インクジェットヘッド７０ａから絶縁材料インク７０ｘを吐出させ、基材７８上に１層目の絶縁材料パターン７２ａを形成する。

【0125】

（２）次いで、図１４（ｂ）に示すように、インクジェット印刷装置の外部電極用インクジェットヘッド７０ｂと基材７８が載置された印刷ステージとを相対移動させながら、外部電極用インクジェットヘッド７０ｂから外部電極用インク７０ｙを吐出させて、絶縁材料パターン７２ａの両端部に隣接する基材７８上の領域（絶縁材料パターン７２ａが形成されていない領域）に、絶縁材料パターン７２ａの両端部に接するように、１層目の一対の外部電極パターン７４ａを形成する。

【0126】

（３）次いで、図１４ｃ（ｃ）に示すように、インクジェット印刷装置の絶縁材料用インクジェットヘッド７０ａと基材７８が載置された印刷ステージとを相対移動させながら、絶縁材料用インクジェットヘッド７０ａから絶縁材料インク７０ｘを吐出させて、１層目の絶縁材料パターン７２ａに重なる２層目の絶縁材料パターン７２ｂを形成する。

【0127】

（４）次いで、図１４（ｄ）に示すように、インクジェット印刷装置の外部電極用インクジェットヘッド７０ｂと印刷ステージ上の基材７８とを相対移動させながら、外部電極用インクジェットヘッド７０ｂから外部電極用インク７０ｙを吐出させて、１層目の外部電極パターン７４ａの上に、２層目の絶縁材料パターン７２ｂの両端部に接するように、２層目の外部電極パターン７４ｂを形成する。

【0128】

（５）次いで、図１５（ｅ）に示すように、インクジェット印刷装置の内部電極用インクジェットヘッド７０ｃと基材７８が載置された印刷ステージとを相対移動させながら、内部電極用インクジェットヘッド７０ｃから内部電極用インク７０ｚを吐出させて、２層目の絶縁材料パターン７２ｂの所定の領域に、２層目の外部電極パターン７４ｂの一方（図において左側）に接続され、２層目の外部電極パターン７４ｂの他方（図において右側）から離れるように、１層目の内部電極パターン７６ａを形成する。１層目の内部電極パターン７６ａは、絶縁材料パターン７２ａ，７２ｂや外部電極パターン７４ａ，７４ｂの厚みよりも薄く形成する。また、内部電極パターン７６ａは、絶縁材料パターン７２ａ，７２ｂの幅方向（図１５（ｅ）における紙面垂直方向）の両端縁よりも内側に形成する。

【0129】

（６）次いで、図１５（ｆ）に示すように、インクジェット印刷装置の絶縁材料用インクジェットヘッド７０ａと基材７８が載置された印刷ステージとを相対移動させながら、絶縁材料用インクジェットヘッド７０ａから絶縁材料インク７０ｘを吐出させて、２層目の絶縁材料パターン７２ｂに重なり、内部電極パターン７６ａを覆うように、３層目の絶縁材料パターン７２ｃを形成する。

【0130】

（７）以下、同様に、３層目の外部電極パターン７４ｃ、３層目の外部電極パターン７４ｃの他方（図１５において左側）に接続する内部電極パターン７６ｂ、４層目の絶縁材料パターン７２ｄ、４層目の外部電極パターン７４ｄ、５層目の絶縁材料パターン７２ｅ、５層目の外部電極パターン７４ｅを順に形成して、図１５（ｇ）に示す未焼成の積層体７０を得る。

【0131】

（８）次いで、積層体７０を基材７８から分離し、未焼成の積層体７０全体を同時に焼成する。

【0132】

焼成後、図１５（ｈ）に示す電子部品８０が得られる。図１５（ｈ）に示すように、電子部品８０は積層セラミックコンデンサであり、積層構造体であるセラミック素体８２の両端に一対の外部電極８４ａ，８４ｂが形成され、セラミック素体８２の内部には、一方の外部電極８４ａに接続された内部電極８６ａと、他方の外部電極８４ｂに接続された内部電極８６ｂとが、間隔を設けて形成されている。

【0133】

上記（２）〜（６）の工程を必要回数繰り返すことにより、意図する積層数の積層セラミックコンデンサを得ることができる。

【0134】

なお、パターンを形成する順序を変更しても構わない。たとえば、１層目と２層目の絶縁材料パターン７２ａ，７２ｂを形成し、次いで、１層目と２層目の外部電極パターン７４ａ，７４ｂを形成しても構わない。また、形成したパターンを乾燥させた後に、その上に次のパターンを形成してもよい。

【0135】

内部電極用インク７０ｚは、（ａ）顔料体積濃度が、７０％以上、かつ９５％以下の金属顔料インクが好ましく、（ｂ）固形分濃度が、９ｖｏｌ％以上、かつ２０．５ｖｏｌ％以下が好ましく、（ｃ）内部電極の電極材料として、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ａｇ、Ｗ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｃなどの少なくとも一つを含むものや、これらを主成分とする合金が好ましく、（ｄ）金属顔料の平均粒径を２００ｎｍから３００ｎｍとするのが好ましい。内部電極パターン７６ａ〜７６ｂの各層の成形厚は、１μｍ以上、かつ２５μｍ以下が好ましい。

【0136】

絶縁材料インク７０ｘは、（ａ）顔料体積濃度（Pigment Volume Concentration）が、６０％以上、かつ９５％以下が好ましく、（ｂ）固形分濃度が、１０ｖｏｌ％以上、かつ２７ｖｏｌ％以下が好ましく、（ｃ）顔料は、ＣａＴｉ，ＺｒＯ_３、ＳｒＺｒＯ_３、ＢａＴｉＯ_３、ＢａＴｉ，ＣａＯ_３、ＢａＴｉ，ＺｒＯ_３のうち少なくとも一つを主成分とするものが好ましく、（ｄ）平均粒径を１２０ｎｍから４００ｎｍ程度とするのが好ましい。絶縁材料パターン７２ａ〜７２ｅの各層の成形厚は、１μｍ以上、かつ２５μｍ以下が好ましい。なお、製造する電子部品の種類によっては、絶縁材料インク７０ｘに含まれる絶縁材料として、例えば、フェライトなどの磁性体材料、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの圧電体材料を用いることできる。

【0137】

外部電極用インク７０ｙは、内部電極用インク７０ｚと同じものが好ましいが、内部電極用インク７０ｚと異なるものでも構わない。外部電極パターン７４ａ〜７４ｅの各層の成形厚は、１μｍ以上、かつ２５μｍ以下が好ましい。

【0138】

上記（８）において未焼成の積層体７０を焼成する際には、例えば、２８０℃で有機成分を除去する脱脂を行い、次いで、セラミック素体８２と内部電極８６ａを焼結させるために約１３００℃で焼成する。脱脂時間は、例えば、１３．５時間である。

【0139】

内部電極用インク７０ｚに含まれる内部電極材料の粒径をより小さくすると、ナノサイズ効果で融点が下がってしまう。内部電極材料の融点が下がってしまうと、ボールアップにより被覆率が下がる等の問題が発生し、内部電極材料をセラミック材料と一緒に焼成することが難しくなる。セラミック材料と一緒に焼成する場合、内部電極材料の粒径は、ある程度大きくせざるを得ないため、内部電極用インク内で内部電極材料の粒子の沈降が発生し易くなる。このような場合に、本発明のようなインク沈降抑制策が必要となる。

【0140】

なお、外部電極パターンがなく、絶縁材料パターンと内部電極パターンとを有する未焼成の積層体を作製し、未焼成の積層体の絶縁材料と内部電極材料とを一緒に焼成しても、電子部品を製造することができる。この場合、外部電極は、焼成前の積層体に形成しても、焼成後の積層体に形成しても構わない。

【0141】

上記のように、絶縁材料を含む第１のインクと、電極材料を含む第２のインクとを用いて、セラミック材料を含む層と電極材料を含む層とを有する未焼成の印刷物を形成し、次いで、未焼成の印刷物のセラミック材料と電極材料とを一緒に焼成することによって、種々の電子部品を製造することができる。

【0142】

例えば、セラミック材料を含む層の間に電極材料を含む層が挟まれた印刷物によって、積層タイプの電子部品（コンデンサ、コイル、圧電素子、サーミスタ、多層基板など）を製造することができる。また、セラミック材料を含む層の表面に電極材料を含む層が配置された印刷物によって、積層タイプ以外の電子部品（コンデンサ、コイル、圧電素子、サーミスタ、単層基板など）を製造することができる。これらの電子部品の非導電層を形成するため、誘電体、磁性体、ピエゾ、サーミスタ材料などの少なくとも１つを含むインクを用いる。また、内部電極や外部電極の導電層を形成するため、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕやこれらを主成分とする合金などの少なくとも１つを含むインクを用いる。インクの粘度は、１０００ｓ^−１で４０ｍＰａ・ｓ以下の低粘度が好ましく、特に１０ｍＰａ・ｓ以上、かつ２５ｍＰａ・ｓ以下の粘度が好ましい。

【0143】

実施例８は、インクジェット印刷装置を用いて、電子部品の全部又は一部を形成することができる。また、実施例１と同様に、インク内の粒子の沈降を防ぐことができ、印刷タクトを速くすることができ、インクジェットヘッドを動かしてもインクの吐出が不安定になりにくくすることができ、第２のタンク内のインクの液面の位置を一定にするための流量変化による脈動を、インクジェットヘッドに伝えにくくすることができる。そのため、特に絶縁材料と一緒に焼成する電極材料のような沈降しやすい粒子を含むインクを用いても、品質バラツキの小さい電子部品を安定して短期間に製造することができる。

【0144】

＜実施例９＞ 実施例９の電子部品の製造方法について説明する。実施例９では、実施例１〜７と同様に構成されたインクジェット印刷装置を用いて、電子部品の一部を形成する。実施例１に、実施例２〜６の２つ以上の特徴部分を組み合わせたインクジェット印刷装置を用いても構わない。以下では、セラミック電子部品を製造する場合を例に挙げて説明する。

【0145】

まず、絶縁材料としてセラミックグリーンシートを準備する。詳しくは、成膜装置を使用してセラミックシートを作製し、乾燥装置で乾燥させて、セラミックグリーンシートを得る。

【0146】

成膜装置は、セラミックスラリーを支持体に塗布することにより、セラミックシートを作製する。セラミックスラリーは、セラミック粉末に樹脂成分を添加し、有機溶媒（水系溶媒でも良い）で分散したものである。支持体には、長尺または短冊状の樹脂フィルム、金属ロール、金属ドラム、金属ベルト、もしくは、金属板等を用いることができる。成膜装置として、例えば、ダイコータ、ドクターブレード、ロールコータ、インクジェット型コータを適宜使用する。

【0147】

乾燥装置は、熱風、支持体の加熱、または、真空乾燥等の手法でセラミックシートを乾燥させる。セラミックシートを適度に乾燥させて、セラミックグリーンシートを得る。溶媒の性質に適した手法であれば、どのような手法で乾燥させても良い。セラミックグリーンシートは、支持体から剥離させて扱う場合もあれば、支持体に支持されたまま扱う場合もある。

【0148】

次いで、実施例１〜７のインクジェット印刷装置を用いて、セラミックグリーンシート（すなわち、セラミック材料を含む未焼成の絶縁材料シート）に、印刷物として内部電極パターンを印刷する。すなわち、インクジェット印刷装置の印刷ステージにセラミックグリーンシートを載せ、インクジェットヘッドと印刷ステージとを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから、内部電極を形成するための電極材料を含むインクを吐出させ、インクをセラミックグリーンシートに付着させる。

【0149】

次いで、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシート（すなわち、印刷物が形成された前記未焼成のシート）が積層された未焼成の積層体を作製する。詳しくは、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを積層、圧着する。この工程では、一般的な積層機の他に、特開２００５‐２１７２７８号公報や特開２０１１−２５８９２８号公報に記載の装置を使用すれば良い。なお、支持体は、未焼成の積層体が完成するまでの間の適宜なタイミングで、セラミックグリーンシートから剥離する。

【0150】

次いで、作製された未焼成の積層体を加圧プレスの後、所望のサイズにカットする。

【0151】

次いで、圧着されカットされた未焼成の積層体の電極材料とセラミック材料とを一緒に焼成する。

【0152】

次いで、焼成後の積層体に外部電極を形成し、必要に応じて外部電極のメッキを施すると、セラミック電子部品が完成する。

【0153】

以上のように、インクジェット印刷装置を利用し、電極材料を含むインクを用いて、絶縁材料を含む未焼成のシートに、印刷物を形成し、次いで、印刷物が形成された未焼成のシートを含む未焼成の積層体を形成し、次いで、未焼成の積層体の電極材料とセラミック材料とを一緒に焼成することによって、種々の電子部品を製造することができる。

【0154】

例えば、セラミック材料を含む層の間に電極材料を含む層が挟まれた印刷物によって、積層タイプの電子部品（コンデンサ、コイル、圧電素子、サーミスタ、多層基板など）を製造することができる。また、セラミック材料を含む層の表面に電極材料を含む層が配置された印刷物によって、積層タイプ以外の電子部品（コンデンサ、コイル、圧電素子、サーミスタ、単層基板など）を製造することができる。これらの電子部品の非導電層を形成するため、誘電体、磁性体、ピエゾ、サーミスタ材料などの少なくとも１つを含む未焼成のシートを用いる。また、内部電極や外部電極の導電層を形成するため、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｕやこれらを主成分とする合金などの少なくとも１つを含むインクを用いる。インクの粘度は、１０００ｓ^−１で４０ｍＰａ・ｓ以下の低粘度が好ましく、特に１０ｍＰａ・ｓ以上、かつ２５ｍＰａ・ｓ以下の粘度が好ましい。

【0155】

実施例９は、インクジェット印刷装置を用いて、電子部品の一部を形成することができる。また、実施例１と同様に、インク内の粒子の沈降を防ぐことができ、印刷タクトを速くすることができ、インクジェットヘッドを動かしてもインクの吐出が不安定になりにくくすることができ、第２のタンク内のインクの液面の位置を一定にするための流量変化による脈動を、インクジェットヘッドに伝えにくくすることができる。

【0156】

＜まとめ＞ 以上に説明したように、すべてのインクが循環し、インクジェットヘッドを動かすことができ、インクジェットヘッドを動かしてもインクの吐出が不安定になりにくいインクジェット印刷装置を提供することができる。

【0157】

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。

【0158】

例えば、実施例１に、実施例２〜７の２つ以上の特徴部分を組み合わせても構わない。

【符号の説明】

【0159】

３ 気体
４ インク
５ 液面
１０，１０ａ インクジェット印刷装置
１２ 印刷ステージ
２０ インクジェットヘッド
２１ａ インクポート（入口）
２１ｂ インクポート（出口）
３０ 第１のタンク
３０ｓ 第１の注入口
３０ｔ 第１の排出口
３１ 第１のインク経路
３２ 第２のタンク
３２ 気圧センサ
３２ａ 液面センサ
３２ｂ 気圧センサ
３２ｃ 気圧調整部
３２ｓ 第２の注入口
３２ｔ 第２の排出口
３３ 第３のインク経路
３３ｐ 配管
３３ｘ 減衰部
３４ 第１のポンプ
３５ 第２のインク経路
３５ｘ 減衰部
３６ 第２のポンプ
３８ 制御部
５０ 液面センサ
６０ エアチャンバ（減衰部）
６２ アキュームレータ（減衰部）
６４ 減衰部
７０ 未焼成の積層体
８０ 電子部品（セラミック電子部品）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】