JP5417918B2 - Functional liquid replacement method for liquid droplet ejection device and liquid droplet ejection device - Google Patents
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Description
本発明は、機能液供給源から機能液の供給を受けると共に、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液タンクを備えた液滴吐出装置の機能液置換方法および液滴吐出装置に関する。 The present invention relates to a functional liquid replacement method and a liquid droplet ejection apparatus for a liquid droplet ejection apparatus including a functional liquid tank that receives a functional liquid from a functional liquid supply source and supplies a functional liquid to a functional liquid droplet ejection head.
従来、液滴吐出装置の機能液置換方法ではないが、送液と吸引とを併用して液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液の充填を行う液滴吐出ヘッドの機能液充填方法が知られている(特許文献1参照)。この機能液充填方法は、主に液滴吐出ヘッドの交換時に実施するものであり、密閉式の給液サブタンクに圧縮エアーを供給して、給液サブタンク内の機能液を液滴吐出ヘッドに送液し、液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に機能液を充填する加圧送液工程と、加圧送液工程の後、吸引ユニットを駆動し、液滴吐出ヘッドのノズルから機能液を吸引する吸引工程と、を備えている。このように、液滴吐出ヘッドに対し、機能液の送液による充填動作と、続く機能液の吸引動作とを実施することにより、初期充填を可能とすると共にヘッド内流路に気泡が残留するのを防止している。 Conventionally, there is no functional liquid replacement method for a droplet discharge device, but there is a functional liquid filling method for a droplet discharge head that fills the flow path in the droplet discharge head with a combination of liquid feeding and suction. It is known (see Patent Document 1). This functional liquid filling method is mainly performed when the droplet discharge head is replaced, and compressed air is supplied to the sealed liquid supply sub-tank to send the functional liquid in the liquid supply sub-tank to the droplet discharge head. After the pressurized liquid feeding process to fill the flow path in the head of the droplet discharge head and the functional liquid, and the pressure liquid feeding process, the suction unit is driven to suck the functional liquid from the nozzle of the liquid droplet ejection head And a process. In this manner, by performing the filling operation by feeding the functional liquid to the droplet discharge head and the subsequent operation of sucking the functional liquid, initial filling is possible and bubbles remain in the flow path in the head. Is preventing.
ところで、機能液滴吐出ヘッドに機能液を供給する機能液供給装置に異なる機能液を導入しようとする場合、上記従来の機能液充填方法に倣えば、その時点で機能液供給装置の充填流路(全流路)に充填されている旧機能液を全て液抜きし、その後、新機能液を上記の充填動作と吸引動作とを用いて充填することになる。しかし、経験則上、全流路に充填されている機能液をいったん全て液抜きしてしまうことによって、充填後の機能液滴吐出ヘッドの吐出特性が悪化することが知られている。そこで、サブタンクを空にしない程度に機能液(旧機能液)の吸引および機能液(新機能液)の充填を同時に繰り返し行うことによって、機能液を流路内において徐々に置換してゆく機能液置換方法が考えられる。
一方、上記のサブタンクには、上限となる機能液の液位を検出する上限検出センサーおよび下限となる機能液の液位を検出する下限検出センサーが設けられているため、これらを利用し、サブタンク内に貯留する旧機能液の液面が下限検出センサーにセンシングされるまで液抜きを行う抜取り工程と、サブタンク内に新機能液の送液を行う送液工程とを、交互に繰り返すことにより機能液を置換することが考えられる。しかし、このようにすると、下限検出センサ以下に残留する旧機能液とサブタンクに送液された新機能液とがサブタンク内で混合し、その混合液がサブタンクの微小間隙に行き渡り、抜取り工程と送液工程とを十分に繰り返し実施しても完全に除去することができないため、サブタンク内が新機能液に完全に置換されるまでに多くの機能液を消費することになり、置換効率が非常に悪くなるという問題があった。
By the way, when a different functional liquid is to be introduced into the functional liquid supply device that supplies the functional liquid to the functional liquid droplet ejection head, according to the above-described conventional functional liquid filling method, the filling flow path of the functional liquid supply device at that time All the old functional liquid filled in the (all flow paths) is drained, and then the new functional liquid is filled using the above filling operation and suction operation. However, as a rule of thumb, it is known that once the functional liquid filled in all the channels is drained, the ejection characteristics of the functional liquid droplet ejection head after filling are deteriorated. Therefore, the functional liquid gradually replaces the functional liquid in the flow path by simultaneously sucking the functional liquid (old functional liquid) and filling the functional liquid (new functional liquid) to the extent that the sub tank is not emptied. A replacement method is conceivable.
On the other hand, the above-mentioned subtank is provided with an upper limit detection sensor for detecting the liquid level of the upper limit functional liquid and a lower limit detection sensor for detecting the lower limit of the functional liquid level. Functions by alternately repeating the extraction process that drains the liquid until the liquid level of the old functional liquid stored in the tank is sensed by the lower limit detection sensor and the liquid feeding process that feeds the new functional liquid into the sub tank. It is conceivable to replace the liquid. However, if this is done, the old functional liquid remaining below the lower limit detection sensor and the new functional liquid sent to the sub-tank are mixed in the sub-tank, and the mixed liquid spreads through the minute gaps in the sub-tank, so Even if the liquid process is repeated sufficiently, it cannot be completely removed, so a large amount of functional liquid is consumed before the inside of the sub tank is completely replaced with the new functional liquid, and the replacement efficiency is very high. There was a problem of getting worse.
本発明は、新旧機能液の置換を効率良く行うことができる液滴吐出装置の機能液置換方法および液滴吐出装置を提供することを課題としている。 The present invention has an object to provide a functional fluid replacement method and a droplet discharging device of a droplet discharge apparatus that can be efficiently replaced the old and new functional fluid.
本発明の液滴吐出装置の機能液置換方法は、機能液タンクと、機能液タンクに機能液を供給する機能液供給源と、機能液タンクから機能液の供給を受けるインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドと、を備えた液滴吐出装置に対し、機能液供給源から機能液滴吐出ヘッドに至る全流路の機能液を新旧置換する液滴吐出装置の機能液置換方法であって、機能液タンクは、底部に、流出側ポートに臨ませて液溜り部を窪入形成したタンク本体と、液溜り部に臨み、液溜り部における機能液の液位を検出する液溜り液位検出手段と、タンク本体に添設した液柱パイプと、液柱パイプに臨み、タンク本体に貯留される機能液の上限液位を検出する上限液位検出手段と、を有し、全流路に機能液を充填した状態で、機能液供給源を旧機能液から新機能液のものにシフトすると共に、機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから機能液を吸引し、液溜り液位検出手段が液位を検出するまで機能液タンクから機能液を抜き取る抜取り工程、および上限液位検出手段が液位を検出するまで機能液供給源から機能液タンクに機能液を送液する送液工程から成る部分置換工程を、所定回数繰り返して機能液を新旧置換することを特徴とする。 Functional fluid replacement method of droplet ejection apparatus of the present invention, and functions liquid tank, the functional liquid and a function liquid supply source for supplying the functional liquid tank, functional liquid ink jet system supplied with the functional liquid from the functional liquid tank A functional liquid replacement method for a liquid droplet ejecting apparatus that replaces the functional liquid in all the channels from the functional liquid supply source to the functional liquid droplet ejecting head with respect to the liquid droplet ejecting apparatus including the liquid droplet ejecting head, The functional liquid tank faces the outflow side port at the bottom of the tank body, and the liquid reservoir detects the level of the functional liquid in the liquid reservoir that faces the liquid reservoir. Means, a liquid column pipe attached to the tank main body, and an upper limit liquid level detecting means that faces the liquid column pipe and detects the upper limit liquid level of the functional liquid stored in the tank main body. With the functional fluid filled, change the functional fluid supply source from the old functional fluid to the new functional fluid. As soon as the liquid is shifted, the functional liquid is sucked from the discharge nozzle of the functional liquid droplet discharge head, and the functional liquid is extracted from the functional liquid tank until the liquid level detecting means detects the liquid level, and the upper limit liquid level is detected. The functional liquid is replaced with a new one by repeating a partial replacement process including a liquid feeding process of feeding the functional liquid from the functional liquid supply source to the functional liquid tank until the means detects the liquid level by a predetermined number of times.
また、本発明の液滴吐出装置は、機能液供給源から機能液タンクを経てインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに至る全流路の機能液を新旧置換するようにした液滴吐出装置であって、新機能液の機能液供給源および旧機能液の機能液供給源となる2つのメインタンクと、2つのメインタンクのタンク流路を切り替える流路切替え手段と、流路切替え手段と機能液滴吐出ヘッドとを接続する機能液流路と、機能液流路に介設した機能液タンクと、機能液流路を介して、各メインタンクの機能液を機能液タンクに送液する送液手段と、機能液滴吐出ヘッドのノズル面に離接自在に密接し、機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから機能液を吸引する吸引手段と、流路切替え手段、送液手段および吸引手段を制御する制御手段と、を備え、機能液タンクは、底部に、流出側ポートに臨ませて液溜り部を窪入形成したタンク本体と、液溜り部に臨み、液溜り部における機能液の液位を検出する液溜り液位検出手段と、タンク本体に添設した液柱パイプと、液柱パイプに臨み、タンク本体に貯留される機能液の上限液位を検出する上限液位検出手段と、を有し、制御手段は、流路切替え手段を切り替えて、メインタンクを旧機能液のものから新機能液のものにシフトすると共に、吸引手段を駆動し、液溜り液位検出手段が液位を検出するまで機能液タンクから機能液を抜き取る抜取り動作、および上限液位検出手段が液位を検出するまで機能液供給源から機能液タンクに機能液を送液する送液動作から成る部分置換動作を、所定回数繰り返して機能液を新旧置換することを特徴とする。
The liquid droplet ejection apparatus of the present invention is a liquid droplet ejection apparatus that replaces the old and new functional liquid in all the channels from the functional liquid supply source through the functional liquid tank to the ink jet type functional liquid droplet ejection head. The two main tanks serving as the functional liquid supply source for the new functional liquid and the functional liquid supply source for the old functional liquid, the flow path switching means for switching the tank flow paths of the two main tanks, the flow path switching means and the functional liquid a functional liquid flow path connecting the ejection head, and functions liquid tank which is interposed in the functional liquid flow path, through the functional liquid flow path, to feed to the functional liquid tank functional liquid of each main tank A liquid feeding means, a suction means that comes in close contact with the nozzle surface of the functional liquid droplet ejection head, and sucks the functional liquid from the ejection nozzle of the functional liquid droplet ejection head, a channel switching means, a liquid feeding means, and a suction means and a control means for controlling the functional fluid motor The tank body has a tank body that is recessed at the bottom and facing the outflow port, and a liquid pool level detecting means that faces the liquid pool section and detects the liquid level of the functional liquid in the liquid pool section. A liquid column pipe attached to the tank main body, and an upper limit liquid level detecting unit that faces the liquid column pipe and detects an upper limit liquid level of the functional liquid stored in the tank main body. By switching the switching means, the main tank is shifted from the old functional liquid to the new functional liquid, and the suction liquid is driven, and the functional liquid from the functional liquid tank is detected until the liquid level detecting means detects the liquid level. The partial replacement operation consisting of the extraction operation for extracting the liquid and the liquid supply operation for supplying the functional liquid from the functional liquid supply source to the functional liquid tank until the upper limit liquid level detecting means detects the liquid level is repeated a predetermined number of times. It is characterized by replacing old and new.
これらの構成によれば、機能液タンクに対する抜取り工程(抜取り動作)および送液工程(送液動作)を繰り返すと、全流路を満たしている旧機能液は、機能液滴吐出ヘッドから徐々に抜き取られる一方、新機能液は、旧機能液と界面を接した状態で機能液供給源から機能液タンクに送られてゆく。機能液タンクでは、界面が消失して新機能液と旧機能液とが混合するが、部分置換工程(部分置換動作)を繰り返すことにより、徐々に新機能液に置換されてゆく。そして、所定の繰返し回数、部分置換工程(部分置換動作)を繰り返すと、最終的に機能液タンクは元より、機能液滴吐出ヘッドのヘッド内流路においても、旧機能液が新機能液に所定の置換率(完全置換に相当する置換率)まで置換される。このように、旧機能液の液抜きと新機能液の充填とが同時進行で実施されるため、新旧機能液の置換を短時間で行うことができる。さらに、新機能液は旧機能液に接し或いは混合した状態で、新旧機能液を置換することができ、新機能液の充填に際し、新機能液がエアーに接するのを極力阻止することができる。したがって、エアーによる新機能液の変質や機能液流路内への気泡(エアー)の残留を有効に防止することができる。また、抜取り工程(抜取り動作)において、液溜り液位検出手段が液位を検出するまで機能液タンクから機能液を抜き取るため、1回の液抜き工程によって吸引される機能液量が多く、機能液滴吐出ヘッドの吐出特性に影響を与えることなく、機能液の置換を効率良く行うことができる。 According to these configurations, when the extraction process (extraction operation) and the liquid supply process (liquid supply operation) with respect to the functional liquid tank are repeated, the old functional liquid that fills the entire flow path is gradually removed from the functional liquid droplet ejection head. On the other hand, the new functional liquid is sent from the functional liquid supply source to the functional liquid tank in contact with the old functional liquid. In the functional liquid tank, the interface disappears and the new functional liquid and the old functional liquid are mixed. However, the functional liquid tank is gradually replaced with the new functional liquid by repeating the partial replacement step (partial replacement operation). When the partial replacement process (partial replacement operation) is repeated a predetermined number of times, the old functional liquid becomes the new functional liquid not only in the functional liquid tank but also in the flow channel in the head of the functional liquid droplet ejection head. Substitution is performed up to a predetermined substitution rate (substitution rate corresponding to complete substitution). As described above, since the old functional liquid is drained and the new functional liquid is filled simultaneously, the replacement of the old and new functional liquid can be performed in a short time. Furthermore, the new function liquid can replace the old function liquid while in contact with or mixed with the old function liquid, and the new function liquid can be prevented from contacting air as much as possible when the new function liquid is filled. Therefore, it is possible to effectively prevent the deterioration of the new functional liquid due to air and the remaining of bubbles (air) in the functional liquid flow path. Also, in the extraction process (extraction operation), the functional liquid is extracted from the functional liquid tank until the liquid level detection means detects the liquid level. The functional liquid can be replaced efficiently without affecting the ejection characteristics of the droplet ejection head.
この場合、新旧機能液が、成分の異なる描画用のインク同士であること、或いは新旧機能液が、描画用のインクと洗浄液とであることが好ましい。 In this case, it is preferable that the new and old functional liquids are drawing inks having different components, or the old and new functional liquids are drawing ink and cleaning liquid.
この構成によれば、新旧の描画インクの置換は元より、新旧描画インクの置換の間に洗浄工程を実施する場合にも、機能液タンクを空にすることなく、新描画インクをエアーに接触させずに充填することができる。 According to this configuration, the new drawing ink is not in contact with the air without emptying the functional liquid tank even when the cleaning process is performed between the replacement of the new and old drawing ink as well as the replacement of the old and new drawing ink. It can be filled without.
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係る機能液置換方法を適用した液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、液晶表示装置のカラーフィルタや有機EL装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。 Hereinafter, a droplet discharge device to which a functional liquid replacement method according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the accompanying drawings. This droplet discharge device is incorporated in a flat panel display production line, and uses, for example, a function droplet discharge head into which a special ink or a functional liquid that is a light-emitting resin liquid is introduced, and the color of a liquid crystal display device A light emitting element or the like to be used for each pixel of a filter or an organic EL device is formed.
図1に示すように、液滴吐出装置1は、石定盤に支持されたX軸支持ベース2上に配設され、主走査方向となるX軸方向に延在して、ワークをX軸方向に移動させるX軸テーブル11と、複数本の支柱4を介してX軸テーブル11を跨ぐように架け渡された1対のY軸支持ベース3上に配設され、副走査方向となるY軸方向に延在するY軸テーブル12と、複数の機能液滴吐出ヘッド17(図1では図示省略)が搭載された13個のキャリッジユニット51と、から成り、13個のキャリッジユニット51は、Y軸テーブル12に吊設されている。さらに、液滴吐出装置1は、これらの装置を温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバー6と、チャンバー6を貫通して、チャンバー6の外部から内部の機能液滴吐出ヘッド17に機能液を供給する3組の機能液供給装置101(図4参照)を有した機能液供給ユニット7と、を備えている。X軸テーブル11およびY軸テーブル12の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド17を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット7から供給されたR・G・B3色の機能液滴を吐出させ、ワークに所定の描画パターンが描画される。
As shown in FIG. 1, a
また、液滴吐出装置1は、フラッシングユニット8、吸引ユニット9、ワイピングユニット14、吐出性能検査ユニット18から成るメンテナンス装置5を備えており、これらユニットを機能液滴吐出ヘッド17の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド17の機能維持・機能回復を図るようになっている。
The
フラッシングユニット8は、機能液滴吐出ヘッド17の吐出直前や、ワークの載換え時等の描画処理休止時に行われる、機能液滴吐出ヘッド17の捨て吐出(フラッシング)を受ける。ワイピングユニット14は、ワイピングシートを有し、吸引後の機能液滴吐出ヘッド17のノズル面97を拭取る。吐出性能検査ユニット18は、機能液滴吐出ヘッド17から吐出された機能液滴を画像認識し、機能液滴吐出ヘッド17の吐出性能(吐出の有無および飛行曲り)を検査する。吸引ユニット9は、詳細は後述するが、複数の分割吸引ユニット9aを有し、各機能液滴吐出ヘッド17の吐出ノズル98から機能液を強制的に吸引すると共に、キャッピングを行う。
The flushing unit 8 receives waste discharge (flushing) of the functional liquid
各キャリッジユニット51は、12個の機能液滴吐出ヘッド17と、12個の機能液滴吐出ヘッド17を6個ずつ2群に分けて支持するキャリッジプレート53と、から成るヘッドユニット13を備えている(図2参照)。また、各キャリッジユニット51は、一対のY軸支持ベース3上に掛け渡されたブリッジプレート52に吊設されている。各キャリッジユニット51は、ブリッジプレート52上に配設されたサブタンク(機能液タンク)121から自然水頭を利用し、かつ圧力調整弁150を介して各機能液滴吐出ヘッド17に機能液が供給されるようになっている。なお、キャリッジユニット51の個数および各キャリッジユニット51に搭載される機能液滴吐出ヘッド17の個数は任意である。
Each
図3に示すように、機能液滴吐出ヘッド17は、いわゆる2連のインクジェットヘッドであり、2連の接続針92を有する機能液導入部91と、機能液導入部91の側方に連なる2連のヘッド基板93と、ヘッド基板93の下方に連なり、内部に機能液で満たされるヘッド本体94と、を備えている。接続針92は、機能液供給ユニット7に接続され、機能液導入部91に機能液を供給する。ヘッド本体94は、キャビティ95(ピエゾ圧電素子)と、多数の吐出ノズル98が開口したノズル面97を有するノズルプレート96と、で構成されている。機能液滴吐出ヘッド17を吐出駆動すると、キャビティ95のポンプ作用により、吐出ノズル98から機能液滴が吐出される。
As shown in FIG. 3, the functional liquid
機能液供給ユニット7は、図4に示すように、R・G・B3色に対応した3組の機能液供給装置101を備えている。また、機能液供給ユニット7は、メインタンク(機能液供給源)181およびサブタンク(機能液タンク)121等に制御用の圧縮窒素ガスを供給する窒素ガス供給設備85と、各種開閉弁の制御用の圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給設備86と、各部からガス排気を行うためのガス排気設備87と、気泡除去ユニット135と、を備えている。3組の機能液供給装置101は、それぞれR・G・B3色に対応した機能液滴吐出ヘッド17に接続されており、これにより、各色の機能液滴吐出ヘッド17には対応する色の機能液が供給される。
As shown in FIG. 4, the functional liquid supply unit 7 includes three sets of functional
各機能液供給装置101は、機能液の供給源を構成する2つのメインタンク181,181を有するタンクユニット122と、各キャリッジユニット51に対応して設けた13個のサブタンク121と、タンクユニット122および各機能液滴吐出ヘッド17とを接続する機能液流路123と、を備えている。各メインタンク181内の機能液は、これに接続して窒素ガス供給設備85からの圧縮窒素ガスにより加圧され、機能液流路123を介して13個のサブタンク121に選択的に供給される。その際、圧縮エアー供給設備86の圧縮エアーにより、各種開閉弁が開閉制御される。また同時に、各サブタンク121は、ガス排気設備87を介して大気開放され、必要量の機能液を受容する。各サブタンク121の機能液は、これに連なる機能液滴吐出ヘッド17の駆動により、所定の水頭圧を維持しながら、機能液流路123を介して機能液滴吐出ヘッド17に供給される。なお、上記のようなガス圧による送液の他、ポンプによる送液であってもよい。
Each functional
タンクユニット122は、機能液の供給源となる一対のメインタンク181,181と、一対のメインタンク181,181の重量をそれぞれ測定する一対の重量測定装置182,182と、機能液流路123への連通状態を一方のメインタンク181から他方のメインタンク181に切替える切替え機構(流路切換え手段)183と、を備えている。各メインタンク181には、機能液を圧送するための加圧制御および機能液を逆送するための負圧制御(大気開放に相当)を行うべく、窒素ガス供給設備85およびガス排気設備87に接続されている。
The
切替え機構183は、一対のメインタンク181,181に接続した一対のタンク流路186,186と、上流側に一対のタンク流路186,186が接続されると共に、下流側に機能液流路123が接続されたタンク流路継手187と、各タンク流路186,186に介設されたタンク開閉弁188と、を備えている。一方のタンク開閉弁188を閉弁し、他方のタンク開閉弁188を開弁することにより、機能液流路123への接続が、一対のメインタンク181,181の間で交互に切替えが行われる。
The
機能液流路123は、上流端がタンクユニット122に接続された主機能液流路124と、主機能液流路124の下流端に接続され、主機能液流路124を13分岐する13分岐流路132と、13分岐流路132および各機能液滴吐出ヘッド17を接続する個別機能液流路127と、から構成されている。主機能液流路124には、気体通過膜を介して機能液中のマイクロバルブを経時的に除去する気泡除去ユニット135が介設されている。
The functional
個別機能液流路127は、上流端を13分岐流路132に接続したタンク側流路146と、上流側をサブタンク121に接続したヘッド側流路128と、上流側をヘッド側流路128に接続した4分岐流路147と、上流側を4分岐流路147に接続した複数の個別流路148と、により構成されている。これにより、機能液が各サブタンク121から4方に分岐して、それぞれの機能液滴吐出ヘッド17に接続されている。すなわち、機能液流路123の13分岐と、個別機能液流路127の4分岐により、13×4個の機能液滴吐出ヘッド17に機能液が供給されている。
The individual functional
吸引ユニット9は、図5に示すように、12個の機能液滴吐出ヘッド17に対応する12個のヘッドキャップ21をキャッププレート22に配置した13台のキャップユニット31と、支持部材23を介して各キャップユニット31を昇降させる13台の昇降機構32と、各キャップユニット31に連なると共に機能液の吸引流路を有する13個の吸引流路系27(図7参照)と、各吸引流路系27に連なると共に2つの圧力水準に対応した2つの廃液タンクを有する吸引機構(図示省略)と、を備えている。また、図示は省略するが、吸引ユニット9は、圧力制御機構等に制御用の圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給設備と、各部から排気を行うための排気設備と、廃液タンクに接続され、貯留された機能液を廃液する機能液廃液設備と、を備えている。
As shown in FIG. 5, the
キャップユニット31は、各色2個、計12個の機能液滴吐出ヘッド17に対応したヘッドキャップ21と、これらを搭載したキャッププレート22と、で構成されている。昇降機構32は、支持部材23を介してヘッドキャップ21を直接昇降させる昇降シリンダ24と、昇降シリンダ24による昇降をガイドする一対のリニアガイド25と、これらを支持するベース部26と、を有している。
The
吸引ユニット9による吸引動作は、昇降機構32によりキャップユニット31を上昇させ、各機能液滴吐出ヘッド17に対応するヘッドキャップ21を密接させた後、エジェクター28(図7参照)を駆動させることにより、機能液滴吐出ヘッド17の吐出ノズル98から機能液を吸引して行われる。
In the suction operation by the
ここで、図6を参照して、本実施形態に係るサブタンク(機能液タンク)121について詳細に説明する。サブタンク121は、機能液を貯留するサブタンク本体171と、サブタンク本体171に落し蓋様に浮かした蓋体フロート172と、サブタンク本体171の側方に配設された透明な液柱パイプ176と、液柱パイプ176に臨み、貯留された機能液の液位を検出する液位検出機構173と、サブタンク本体171に連通する液柱パイプ176の下部連通部125より下方の位置に設けられた液溜り部71と、液溜り部71に臨み、液溜り部71における機能液の液位を検出する液溜り液位検出センサー(液溜り液位検出手段)72と、を備えている。また、サブタンク121の下方には、第3開閉弁139を介してタンク側流路146に接続される流入ジョイント(流入側ポート)163、およびヘッド側流路128に接続される流出ジョイント(流出側ポート)164が設けられている。このように、機能液は、サブタンク本体171の下方から流入し、下方から流出するように構成されている。また、サブタンク本体171の上部には、窒素ガス供給設備85およびガス排気設備87が接続されており(図4参照)、サブタンク本体171の内部を、メインタンク181からの送液の際の大気開放およびメインタンク181への加圧制御可能に構成されている。
Here, with reference to FIG. 6, the sub tank (functional liquid tank) 121 which concerns on this embodiment is demonstrated in detail. The sub-tank 121 includes a sub-tank
液位検出機構173は、液柱パイプ176に臨んでおり、上限となる機能液の液位を検出する上限検出センサー(上限液位検出手段)178と、上下中間位置に配設され、補給時の機能液の液位を検出する液位検出センサー177と、下限となる機能液の液位を検出する下限検出センサー(下限液位検出手段)179と、を備えている。上限検出センサー178は、サブタンク121のオーバーフローを防止すべく設けられており、上限検出センサー178が上限液位を検出した場合には、メインタンク181からの送液を停止させる。一方、下限検出センサー179は、サブタンク121が空になるのを防止すべく設けられており、下限検出センサー179が下限液位を検出した場合には、現時点のワークの描画が終了したところで液滴吐出装置1を停止させる。
The liquid
液位検出センサー177は、機能液滴吐出ヘッド17の理想の水頭値を考慮した液位を検出するものであり、液位検出センサー177により機能液の液位が検出されると、制御部102との協働により、満液もしくは減液と判断される。すなわち、液位検出センサー177より上に液位がある状態から、吐出動作により機能液が減り、液位検出センサー177により液位が検出されることで減液と判断される。また、液位検出センサー177より下に液位がある状態から、補給動作により機能液が増え、液位検出センサー177により液位が検出された後、一定時間経過すると満液と判断される。このような液位検出センサー177により、サブタンク121内の機能液の液位が上下中間部位置に制御されている。
The liquid
ここで、機能液供給源であるメインタンク181からサブタンク121への機能液の補給動作について説明する。サブタンク121内の機能液が一定量減り、上述した液位検出機構173によって減液状態であると判断されると、第3開閉弁139を開弁すると共に、ガス排気設備87を駆動してメインタンク181からサブタンク121に機能液を補給する。メインタンク181は加圧されているため、第3開閉弁139を開弁し、サブタンク121内の大気を開放することでメインタンク181の機能液が自動的にサブタンク121に送液される。サブタンク121内の機能液が一定量貯まり、液位検出機構173によってサブタンク121内が満液状態であると判断されると、第3開閉弁139を閉弁して補給動作を終了する。
Here, the replenishment operation of the functional liquid from the
一方、図6に示すように、液溜り部71は、サブタンク本体171の底部に連通して窪入形成されており、円形或いは角形を為している。サブタンク本体171に貯留されている機能液は、液溜り部71を介して流出経路165および流出ジョイント164を介して流出するように構成されている。そして、この液溜り部71に臨むように、液溜り部71における機能液を検出すべく、液溜り液位検出センサー72が設置されている。この液溜り液位検出センサー72は、液溜り部71において機能液を完全に空にすることなく残留させることを目的として設置され、後述する機能液置換方法における機能液抜取り工程に用いられる。この液溜り液位検出センサー72により液位が検出されると、制御部102との協働により、機能液抜取り工程における液抜き作業が停止される。すなわち、液溜り部71に旧機能液を僅かに残した状態でサブタンク121からの機能液の吸引が停止される。したがって、完全にサブタンク121内を空にすることなく、最小限の機能液を残すことによって、効率良く新旧機能液の置換を行うことができる。
On the other hand, as shown in FIG. 6, the
次に、図7および図8を参照して、機能液供給装置101(機能液供給ユニット7)の機能液置換方法について説明する。この機能液置換方法は、機能液供給装置101(の全流路)に充填されている機能液(旧機能液)を抜き取り(不完全抜取り)、これと成分の異なる機能液(新機能液)を充填するものであり、この抜取りと充填とを繰り返すものである。言うまでもないが、一方のメインタンク181には、旧機能液が残っており、新機能液を充填した他方のメインタンク181がセットされている状態から機能液置換のシーケンスがスタートする。そして、機能液滴吐出ヘッド17の吐出ノズル98から機能液を吸引してサブタンク121から所定量の機能液を抜き取る抜取り工程(S1〜S3)と、メインタンク181からサブタンク121に機能液を圧力送液する送液工程(S4〜S6)と、を所定の回数繰り返すようにしている。
Next, a functional liquid replacement method of the functional liquid supply apparatus 101 (functional liquid supply unit 7) will be described with reference to FIGS. In this functional liquid replacement method, a functional liquid (old functional liquid) filled in the functional liquid supply apparatus 101 (all flow paths) is extracted (incompletely extracted), and functional liquids having different components (new functional liquid) The extraction and filling are repeated. Needless to say, the functional liquid replacement sequence starts from the state in which the old functional liquid remains in one
まず、切替え機構183により、現在使用している旧機能液のメインタンク181から、新機能液が充填されているメインタンク181に流路切替えする。次に、吸引ユニット9を駆動して、サブタンク121の液抜きとなる抜取り工程(S1〜S3)を開始する。具体的には、第1のサブタンク121の液溜り液位検出センサー72が減液を検出するまで、機能液滴吐出ヘッド17を介してサブタンク121内の旧機能液を液抜きする。この抜取り工程では、サブタンク121の液位が液溜り液位検出センサー72の位置まで降下する。このため、サブタンク121の蓋体フロート172は、サブタンク121の底面まで落ち込むと共に、サブタンク121と蓋体フロート172との間隙にある機能液、および液柱パイプ176内の機能液も、抜ききれることになる。なお、メインタンク181からサブタンク121に至るまでの機能液流路123において、廃液タンクに接続された逆送配管パイプを設けることによって、流路内の旧機能液を押し出すようにメインタンク181から新機能液を送液し、逆送配管パイプを通じて旧機能液を廃液タンクに送るようにしてもよい。
First, the
次に、第3開閉弁139を開弁して、サブタンク121への送液工程(S4〜S6)を開始する。具体的には、第1のサブタンク121の上限検出センサー178が満液を検出するまで、第3開閉弁139を開弁状態とし、第1のサブタンク121に機能液を補充する。この場合、サブタンク121と蓋体フロート172との間隙や液柱パイプ176内等の、新機能液と混ざり難い部分(微小間隙)に旧機能液が残っていないため、置換率が格段に向上する。特に、旧機能液に比して新機能液の比重が高い場合でも、高い置換率が維持される。これにより、第1のサブタンク121の1回目の部分置換工程(S1〜S6)が終了する。続いて、第2ないし第13のサブタンク121への部分置換工程を実施することで、一巡目の部分置換工程を終了する。一巡目の部分置換工程終了後、第1ないし第13のサブタンク121に対して、二巡目の部分置換工程を行う。そして、この部分置換工程を複数回(所定の回数)繰り返すことで、メインタンク181から機能液滴吐出ヘッド17までの流路全体の機能液置換を終了する。なお、この繰返し回数は、機能液滴吐出ヘッド17から吸引した機能液が、完全置換に相当する置換率(99.0%)になるための回数であり、この繰返し回数は、上記置換率になるように予め試験的に求めた回数を用いることが好ましい。
Next, the 3rd on-off
以上の構成によれば、旧機能液の液抜きと新機能液の充填とが同時進行で実施されるだけでなく、液溜り部71を設けることによって1回の抜取り工程における液抜き量が多いため、機能液供給装置101における新旧機能液の置換を短時間に効率良く行うことができる。このため、上記の繰り返し回数を極力少なくすることができる。
According to the above configuration, not only the draining of the old functional liquid and the filling of the new functional liquid are performed at the same time, but by providing the
なお、本実施形態では、1のサブタンク121を置換単位として機能液置換を行っているが、2以上のサブタンク121を置換単位として機能液置換を行ってもよい。
In this embodiment, functional liquid replacement is performed using one
また、新機能液がメインタンク181から機能液滴吐出ヘッド17に至る流路全体を洗浄する洗浄液であってもよい。この場合、洗浄液として機能液の溶媒を用いれば、上記の繰返し回数を極端に少なくすることができる。
The new functional liquid may be a cleaning liquid that cleans the entire flow path from the
1…液滴吐出装置 7…機能液供給ユニット 17…機能液滴吐出ヘッド 71…液溜り部 72…液溜り液位検出センサー 98…吐出ノズル 121…サブタンク 164…流出側ポート 171…サブタンク本体 172…蓋体フロート 176…液柱パイプ 178…上限検出センサー 179…下限検出センサー 181…メインタンク 183…切替え機構
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記機能液供給源から前記機能液滴吐出ヘッドに至る全流路の機能液を新旧置換する液滴吐出装置の機能液置換方法であって、
前記機能液タンクは、底部に、流出側ポートに臨ませて液溜り部を窪入形成したタンク本体と、前記液溜り部に臨み、前記液溜り部における機能液の液位を検出する液溜り液位検出手段と、前記タンク本体に添設した液柱パイプと、前記液柱パイプに臨み、前記タンク本体に貯留される機能液の上限液位を検出する上限液位検出手段と、を有し、
前記全流路に機能液を充填した状態で、前記機能液供給源を旧機能液から新機能液のものにシフトすると共に、
前記機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから機能液を吸引し、前記液溜り液位検出手段が液位を検出するまで前記機能液タンクから機能液を抜き取る抜取り工程、および前記上限液位検出手段が液位を検出するまで前記機能液供給源から前記機能液タンクに機能液を送液する送液工程から成る部分置換工程を、所定回数繰り返して機能液を新旧置換することを特徴とする液滴吐出装置の機能液置換方法。 And functions liquid tank, the functional liquid and a function liquid supply source for supplying the functional liquid tank, the functional liquid and a function liquid droplet ejection head of ink jet system that receives a supply of the functional liquid from the tank, a droplet discharge apparatus having a Whereas
A functional liquid replacement method for a liquid droplet ejection apparatus for replacing old and new functional liquids in all flow paths from the functional liquid supply source to the functional liquid droplet ejection head,
The functional liquid tank has a tank body that has a recess formed in a bottom portion facing the outflow side port, and a liquid reservoir that faces the liquid reservoir portion and detects the level of the functional liquid in the liquid reservoir portion. A liquid level detection unit; a liquid column pipe attached to the tank main body; and an upper limit liquid level detection unit that faces the liquid column pipe and detects an upper limit liquid level of the functional liquid stored in the tank main body. And
With the functional fluid filled in all the flow paths, the functional fluid supply source is shifted from the old functional fluid to that of the new functional fluid,
A step of extracting the functional liquid from the functional liquid tank until the functional liquid is sucked from the discharge nozzle of the functional liquid droplet discharge head and the liquid level detecting means detects the liquid level, and the upper limit liquid level detecting means The droplet is characterized in that the functional liquid is replaced with a new one by repeating a partial replacement step consisting of a liquid feeding step for feeding the functional liquid from the functional liquid supply source to the functional liquid tank until a liquid level is detected. A functional liquid replacement method for a discharge device.
新機能液の機能液供給源および旧機能液の機能液供給源となる2つのメインタンクと、
前記2つのメインタンクのタンク流路を切り替える流路切替え手段と、
前記流路切替え手段と前記機能液滴吐出ヘッドとを接続する機能液流路と、
前記機能液流路に介設した機能液タンクと、
前記機能液流路を介して、前記各メインタンクの機能液を前記機能液タンクに送液する送液手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドのノズル面に離接自在に密接し、前記機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズルから機能液を吸引する吸引手段と、
前記流路切替え手段、前記送液手段および前記吸引手段を制御する制御手段と、を備え、
前記機能液タンクは、底部に、流出側ポートに臨ませて液溜り部を窪入形成したタンク本体と、前記液溜り部に臨み、前記液溜り部における機能液の液位を検出する液溜り液位検出手段と、前記タンク本体に添設した液柱パイプと、前記液柱パイプに臨み、前記タンク本体に貯留される機能液の上限液位を検出する上限液位検出手段と、を有し、
前記制御手段は、前記流路切替え手段を切り替えて、前記メインタンクを旧機能液のものから新機能液のものにシフトすると共に、
前記吸引手段を駆動し、前記液溜り液位検出手段が液位を検出するまで前記機能液タンクから機能液を抜き取る抜取り動作、および前記上限液位検出手段が液位を検出するまで前記機能液供給源から前記機能液タンクに機能液を送液する送液動作から成る部分置換動作を、所定回数繰り返して機能液を新旧置換することを特徴とする液滴吐出装置。 A droplet discharge device that replaces the old and new functional liquid in all flow paths from the functional liquid supply source through the functional liquid tank to the inkjet functional droplet discharge head,
Two main tanks that serve as the functional fluid supply source for the new functional fluid and the functional fluid supply source for the old functional fluid;
Channel switching means for switching the tank channels of the two main tanks;
A functional liquid flow path connecting the flow path switching means and the functional liquid droplet ejection head;
And functions liquid tank which is interposed in the functional liquid flow path,
Liquid feeding means for feeding the functional liquid of each main tank to the functional liquid tank via the functional liquid flow path;
A suction means for coming into close contact with the nozzle surface of the functional liquid droplet ejection head so that the functional liquid is ejected from the nozzle of the functional liquid droplet ejection head;
A control means for controlling the flow path switching means, the liquid feeding means and the suction means,
The functional liquid tank has a tank body that has a recess formed in a bottom portion facing the outflow side port, and a liquid reservoir that faces the liquid reservoir portion and detects the level of the functional liquid in the liquid reservoir portion. A liquid level detection unit; a liquid column pipe attached to the tank main body; and an upper limit liquid level detection unit that faces the liquid column pipe and detects an upper limit liquid level of the functional liquid stored in the tank main body. And
The control means switches the flow path switching means to shift the main tank from the old functional liquid to the new functional liquid,
An extraction operation for driving the suction means and extracting the functional liquid from the functional liquid tank until the liquid level detecting means detects the liquid level, and the functional liquid until the upper limit liquid level detecting means detects the liquid level. A droplet discharge apparatus characterized in that a partial replacement operation including a liquid supply operation for supplying a functional liquid from a supply source to the functional liquid tank is repeated a predetermined number of times to replace old and new functional liquids.
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