JP2017013037A - Liquid discharge device and liquid discharge method - Google Patents
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Abstract
【課題】センサを用いた制御を用いずに、ヘッド部における液体の液圧を一定に保つ液体循環装置の構成を提供すること。【解決手段】液滴を塗布するノズルと、ノズル上流に接続された上流側タンクと、ノズル下流に接続された下流側タンクと、上流側タンクと下流側タンクと接続された中間タンクとを備え、液体循環時は、上流側タンク内と下流側タンク内と中間タンク内の各気体部は密封されており、上流側タンクと中間タンクとを接続する経路を経路A、下流側タンクと中間タンクを接続する経路を経路Bとすると、上流側タンク内液体は、経路Aを経由して中間タンクへ自然と流れるように配置され、下流側タンク内液体は、経路Bを経由して前記中間タンクへ自然と流れるように配置され、経路Aおよび経路Bは、一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁を備えた液体循環装置を用いる。【選択図】 図2To provide a configuration of a liquid circulation device that keeps the liquid pressure of a liquid in a head portion constant without using a control using a sensor. A nozzle for applying droplets, an upstream tank connected upstream of the nozzle, a downstream tank connected downstream of the nozzle, and an intermediate tank connected to the upstream tank and the downstream tank are provided. During the liquid circulation, the gas portions in the upstream tank, the downstream tank, and the intermediate tank are sealed, and the path connecting the upstream tank and the intermediate tank is route A, and the downstream tank and the intermediate tank , The upstream tank liquid is arranged to flow naturally to the intermediate tank via the path A, and the downstream tank liquid passes through the path B to the intermediate tank. The path A and the path B use a liquid circulation device including a chuck valve that opens when a certain pressure is applied. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、液体吐出装置と液体吐出方法に関する。特に、液体吐出装置と液体吐出方法において、液体循環に関するものである。 The present invention relates to a liquid ejection apparatus and a liquid ejection method. In particular, the present invention relates to liquid circulation in a liquid discharge apparatus and a liquid discharge method.
液滴吐出装置は、複数のノズルを有するヘッドを有し、ノズルと印刷対象物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、印刷対象物に液滴を塗布するものである。この種の液滴吐出装置の1つとして、液体の滞留による固形化等を防ぐために、液体を循環させながら、圧電アクチュエータの動作によって液滴をノズルから吐出する方式を備えているものがある。 The droplet discharge device has a head having a plurality of nozzles, and applies droplets to a print object by discharging the droplets from the nozzle while controlling the positional relationship between the nozzles and the print object. is there. One type of liquid droplet ejection apparatus includes a system that ejects liquid droplets from a nozzle by the operation of a piezoelectric actuator while circulating the liquid in order to prevent solidification due to liquid retention.
これらの液滴吐出装置において、ヘッド部における液体の液圧が変動すると、ノズルから吐出される液滴の吐出量がばらつくなどの問題が生じる。このため、ヘッド部の液圧を一定に保つ必要がある。ヘッド部の液圧は、ヘッドの上流側タンクおよび下流側タンクの液面高さによって決定される液頭圧と、ヘッドの上流側タンクおよび下流側タンクの液体に接する気体部の圧力と、ヘッドの上流側タンクおよび下流側タンクとヘッド間を結ぶ配管内で損失される圧力とによって決定される。これらの要因のうち、配管内で損失される圧力は、流速が一定であれば変わらないので、液頭圧と液体に接する気体部の圧力とを一定に保つ構成とすれば良い。 In these droplet discharge devices, when the liquid pressure of the liquid in the head portion fluctuates, problems such as variations in the discharge amount of the droplets discharged from the nozzles arise. For this reason, it is necessary to keep the hydraulic pressure of the head part constant. The liquid pressure of the head is determined by the liquid head pressure determined by the liquid level height of the upstream tank and the downstream tank of the head, the pressure of the gas part in contact with the liquid of the upstream tank and the downstream tank of the head, And the pressure lost in the pipe connecting the upstream tank and the downstream tank to the head. Among these factors, the pressure lost in the pipe does not change as long as the flow velocity is constant. Therefore, the liquid head pressure and the pressure of the gas part in contact with the liquid may be kept constant.
液頭圧を一定に保つために、液面検出手段を用いて測定した液面高さを入力値として、液面が一定となるように、液体の補充量または循環量をフィードバック制御する方法が一般的に用いられる。しかしながら、フィードバック制御のパラメータ調整が必要であり、液体の粘度等の状態が変化した際などにパラメータの再調整が必要となるといった問題がある。 In order to keep the liquid head pressure constant, there is a method in which the liquid replenishment amount or the circulation amount is feedback controlled so that the liquid level is constant with the liquid level height measured using the liquid level detection means as an input value. Generally used. However, there is a problem that parameter adjustment for feedback control is necessary, and parameter readjustment is required when the state of the liquid viscosity changes.
また、複雑な構成が必要となることや、センサの誤検出や、センサの光エネルギーによる液体の劣化等も課題である。 In addition, a complicated configuration is required, sensor misdetection, liquid deterioration due to light energy of the sensor, and the like are also problems.
これらの課題に対し、液頭圧を一定に保つ方法として、ヘッドと接続されたタンク部の液体を開口部からオーバーフローさせて一定の液面を維持する方式が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As a method for keeping the liquid head pressure constant with respect to these problems, a system is disclosed in which the liquid in the tank connected to the head is overflowed from the opening to maintain a constant liquid level (for example, Patent Documents). 1).
図5は、特許文献1に記載された従来の液体循環系を示している。図中の矢印で示すように、上流側タンク32からヘッド部9に液体が供給され、ヘッド部9から液滴を吐出する構成である。また、液体供給タンク41を有し、ポンプや圧縮空気を用いて上流側タンク32へ液体を供給する。上流側タンク32は開口部22を有し、上流側タンク32内の液体は開口部22からオーバーフローして中間タンク34に流入するため、上流側タンク32内の液面高さは一定に保たれる。なお、中間タンク34内部に、上流側タンク32が位置し、その内部は気体が存在する気体部21である。
FIG. 5 shows a conventional liquid circulation system described in
しかしながら、前記特許文献1の構成では、液面は一定に保たれるものの、開口部22からオーバーフローした液体が流入する被オーバーフロー側(中間タンク34)の液体の増減により、中間タンク34内の気体部21の容積が変動するため、気体方程式に基づき、中間タンク34の内の気体部21の圧力が変動する。そのため、気体部21の圧力を一定に保つための制御が必要となる。
However, in the configuration of
気体部21の圧力を一定に保つためには、中間タンク34を大気開放する方法が一般的に用いられる。しかしながら、液体が酸素に触れることによる液体の劣化や、液体の蒸発による増粘等の問題が生じる。
In order to keep the pressure of the
また、気体部21の圧力を一定に保つ手段として、圧力検出手段を用いて測定した気体部21の圧力を入力値として、中間タンク34内の気体量をフィードバック制御しながら気体部21の圧力が一定となるようにする方法が一般的に用いられる。
Further, as a means for keeping the pressure of the
しかしながら、複雑な構成が必要となることや、センサの誤検出や応答性の悪さ等も課題となる。さらに、中間タンク34の内の気体の出し入れが発生するため、液体の蒸発による増粘が増長されるといった課題もある。
However, a complicated configuration is required, sensor misdetection, poor response, and the like are also problems. Furthermore, since the gas in and out of the
すなわち、液頭圧を一定に保つだけでなく、中間タンク34の内の気体部21の圧力も一定に保つ機構が求められる。
That is, a mechanism is required that not only keeps the liquid head pressure constant but also keeps the pressure of the
本発明は、液体を吐出するヘッド部における液体の液圧を、センサを用いた制御を用いずに、一定に保つ液体吐出装置と液体吐出方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus and a liquid ejecting method for keeping the liquid pressure of a liquid in a head section that ejects liquid constant without using control using a sensor.
上記目的を達成するために、液滴を塗布するノズルと、上記ノズルの上流に接続された上流側タンクと、上記ノズルの下流に接続された下流側タンクと、上記上流側タンクと上記下流側タンクとに接続された中間タンクと、上記上流側タンクと上記中間タンクを接続する経路Aと、上記下流側タンクと上記中間タンクを接続する経路Bと、上記経路Aおよび上記経路Bに配置され、一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁と、を備え、
上記上流側タンクの内の液体は、上記経路Aを経由して上記中間タンクへ流れるように配置され、上記下流側タンクの内の液体は、上記経路Bを経由して上記中間タンクへ流れるように配置され、液体循環時は、上記上流側タンク内および上記下流側タンク内および上記中間タンク内の各気体部は密封され、上記チャック弁は、上記上流側タンクまたは上記下流側タンク内液面高さが所望の値以上になると経路が開放されるように配置された液体吐出装置を用いる。
To achieve the above object, a nozzle for applying droplets, an upstream tank connected upstream of the nozzle, a downstream tank connected downstream of the nozzle, the upstream tank and the downstream side An intermediate tank connected to the tank, a path A connecting the upstream tank and the intermediate tank, a path B connecting the downstream tank and the intermediate tank, and the path A and the path B. A chuck valve that opens when a constant pressure is applied, and
The liquid in the upstream tank is arranged to flow to the intermediate tank via the path A, and the liquid in the downstream tank flows to the intermediate tank via the path B. When the liquid is circulated, the gas parts in the upstream tank, the downstream tank, and the intermediate tank are sealed, and the chuck valve is configured as a liquid level in the upstream tank or the downstream tank. A liquid ejection device is used so that the path is opened when the height exceeds a desired value.
液滴を塗布するノズルと、上記ノズルの上流に接続された上流側タンクと、上記上流側タンクと接続された中間タンクと、上記上流側タンクと上記中間タンクを接続する経路Cと、上記経路Cに配置され一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁と、を備え、上記上流側タンク内液体は、上記経路Cを経由して上記中間タンクへ流れるように配置され、上記チャック弁は、上記上流側タンク内液面高さが所望の値以上になると経路が開放されるように配置された液体吐出装置を用いる。 A nozzle for applying droplets, an upstream tank connected upstream of the nozzle, an intermediate tank connected to the upstream tank, a path C connecting the upstream tank and the intermediate tank, and the path And a chuck valve that opens when a constant pressure is applied, and the upstream tank liquid is arranged to flow to the intermediate tank via the path C, and the chuck valve Uses a liquid ejection device arranged so that the path is opened when the liquid level in the upstream tank reaches or exceeds a desired value.
液滴を塗布するノズルと、上記ノズルの上流に接続された上流側タンクと、上記ノズルの下流に接続された下流側タンクと、上記上流側タンクと上記下流側タンクとに接続された中間タンクと、上記上流側タンクと上記中間タンクを接続する経路Aと、上記下流側タンクと上記中間タンクを接続する経路Bと、を含む液体吐出装置において、上記液体を、上記上流側タンクから上記ノズルへ流す工程と、上記液体を上記ノズルから塗布する工程と、上記上流側タンク内の上記液体の液面が一定高さ以上となると、上記液体の圧力により、第1弁を開け、上記液体を、上記上流側タンクから上記中間タンクへと上記経路Aを介して流す工程と、上記下流側タンク内の上記液体の液面が一定高さ以上となると、上記液体の圧力により、第2弁を開け、上記液体を、上記下流側タンクから上記中間タンクへと上記経路Bを介して流す工程と、を含む液体吐出方法を用いる。 A nozzle for applying droplets, an upstream tank connected upstream of the nozzle, a downstream tank connected downstream of the nozzle, and an intermediate tank connected to the upstream tank and the downstream tank And a path A connecting the upstream tank and the intermediate tank, and a path B connecting the downstream tank and the intermediate tank, the liquid is discharged from the upstream tank to the nozzle And when the liquid level of the liquid in the upstream tank reaches a certain height or more, the first valve is opened by the pressure of the liquid, and the liquid is discharged. The step of flowing from the upstream tank to the intermediate tank via the path A, and when the liquid level of the liquid in the downstream tank exceeds a certain level, the pressure of the liquid causes the second valve to Open , The liquid, using the liquid discharge method comprising a step of flowing from the downstream side tank into the intermediate tank via the path B.
また、液滴を塗布するノズルと、上記ノズルの上流に接続された上流側タンクと、上記上流側タンクと上記下流側タンクとに接続された中間タンクと、上記上流側タンクと上記中間タンクを接続する経路Aと、を含む液体吐出装置において、上記液体を、上記上流側タンクから上記ノズルへ流す工程と、上記液体を上記ノズルから塗布する工程と、上記上流側タンク内の上記液体の液面が一定高さ以上となると、上記液体の圧力により、第3の弁を開け、上記液体を、上記上流側タンクから上記中間タンクへと上記経路Aを介して流す工程と、を含む液体吐出方法を用いる。 A nozzle for applying droplets; an upstream tank connected upstream of the nozzle; an intermediate tank connected to the upstream tank and the downstream tank; and the upstream tank and the intermediate tank. In the liquid ejection device including the path A to be connected, the step of flowing the liquid from the upstream tank to the nozzle, the step of applying the liquid from the nozzle, and the liquid of the liquid in the upstream tank A step of opening a third valve by the pressure of the liquid when the surface is equal to or higher than a certain height, and causing the liquid to flow from the upstream tank to the intermediate tank via the path A. Use the method.
本構成液体吐出装置と液体吐出方法によれば、上流側タンクおよび下流側タンクに流入した液体は、上流側タンクおよび下流側タンク内の液面高さが所望の値以上となると、液圧によって中間タンクへ流入するため、上流側タンクおよび下流側タンクの液面高さが一定に保たれる。 According to the liquid discharge device and the liquid discharge method of the present configuration, the liquid flowing into the upstream side tank and the downstream side tank is caused by the liquid pressure when the liquid level in the upstream side tank and the downstream side tank exceeds a desired value. Since the liquid flows into the intermediate tank, the liquid level heights of the upstream tank and the downstream tank are kept constant.
また、それぞれのタンクの気体部は密封されているため、上流側タンクおよび下流側タンク内の気体部容積も一定に保たれる。そのため、上流側タンクおよび下流側タンク内気体部の圧力も一定に保たれる。
結果、ヘッド部から吐出される液滴の吐出量を均一に保つことができ、安定した液滴吐出が可能となる。
Moreover, since the gas part of each tank is sealed, the gas part volume in an upstream tank and a downstream tank is also kept constant. Therefore, the pressures in the upstream side tank and the downstream side gas part are also kept constant.
As a result, the discharge amount of the droplets discharged from the head portion can be kept uniform, and stable droplet discharge can be performed.
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。なお、本発明はこれらの実施の形態により限定されない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to these embodiments.
(実施の形態1)
<液滴吐出装置>
図1に、実施の形態の液滴吐出装置として、インクジェット式記録装置12を示す。図1に示すように、印刷対象物1は、ヘッドユニット2の鉛直下方向の位置にあるテーブル3上に設置されている。テーブル3は、駆動系を有するステージ11に取付けられ、X方向へ搬送される。ステージ11上に脚部4と脚部4の上方に取り付けられた支持部5とが鳥居状にガントリー6として形成されている。ガントリー6の鉛直方向に延在するように昇降方向Zの昇降軸を有する支持台7が構成されている。支持台7にヘッドユニット2が配設されており、ヘッドユニット2は分配タンク8やヘッド部9を具備している。昇降方向Zによって印刷対象物1とヘッド部9間のギャップを調整している。ヘッド部9は液体を吐出させる複数の圧電アクチュエータ(図示省略)を含む各々の液滴吐出ヘッド10を備えている。各々の液滴吐出ヘッド10は、液体供給系の簡素化のために、分配タンク8に接続されていることが望ましい。
(Embodiment 1)
<Droplet ejection device>
FIG. 1 shows an ink
尚、ヘッドユニット2は、理解容易のために実際の分配タンク8と液滴吐出ヘッド10よりも数を減じて図示している。
Note that the
このように、ヘッド部9は印刷対象物1の全幅にわたって配列された液滴吐出ヘッド10を備えている。このため、その記録動作時には、上記印刷対象物1をX方向に搬送しながら、所定のタイミングでヘッド部9から液滴を吐出することで、印刷対象物1の全幅にわたって所望の画像を形成することが可能である。
As described above, the
上記インクジェット式記録装置12は制御手段としての電源・制御ボックス(図示省略)を備えている。電源・制御ボックスは、各々の液滴吐出ヘッド10に電力と制御信号とを供給していると共に、上記電源・制御ボックスは上記X、Y、Zの駆動軸にも制御信号を供給している。
The ink
本発明の液滴吐出装置は、図示していないが液体循環装置を具備する。液体循環装置は、液体に駆動圧力を供給することで液体を循環させる。液体に駆動圧力を供給するには、ポンプを用いるが、圧縮空気を利用して圧力を供給するレギュレータを用いてもよい。レギュレータを用いることで駆動圧力が一定になり、液体の循環速度が安定するからである。なお、液体は装置作動中に絶えず循環させることが好ましい。 The droplet discharge device of the present invention includes a liquid circulation device (not shown). The liquid circulation device circulates the liquid by supplying a driving pressure to the liquid. A pump is used to supply the driving pressure to the liquid, but a regulator that supplies pressure using compressed air may be used. This is because the use of a regulator makes the driving pressure constant and stabilizes the circulation speed of the liquid. The liquid is preferably circulated constantly during operation of the apparatus.
図2は、本発明の実施の形態1における液体循環装置の構成を模式的に示している。図2の構成要素について説明する。 FIG. 2 schematically shows the configuration of the liquid circulation device according to the first embodiment of the present invention. The components in FIG. 2 will be described.
<液体循環装置40>
実施の形態の液体循環装置40の構造は、液滴を塗布する各々の液滴吐出ヘッド10を備えたヘッド部9と、ヘッド部9の上流に接続された上流側タンク32およびヘッド部9の下流に接続された下流側タンク33と、上流側タンク32および下流側タンク33と接続された中間タンク34とを備えている。
<
The structure of the
なお、ヘッド部9と、上流側タンク32および下流側タンク33は、チューブ等で構成される経路35を介して接続されている。上流側タンク32および下流側タンク33および中間タンク34は、初期圧力調整のために、それぞれ圧力調整手段42を備えている。
The
なお、上流側タンク32および下流側タンク33および中間タンク34は、初期圧力の調整を行った後は、それぞれの気体部21a、21cを密封する。本構成により、それぞれのタンクへの気体の流入および流出を最小限に抑えることができ、液体の増粘を最小限に抑制することができる。
In addition, after adjusting the initial pressure, the
上流側タンク32と中間タンク34は、パイプなどで構成される経路37により接続されている。なお、経路37は、貫通した空間部を有していれば良く、例えばチューブ等を用いても良い。同様に、下流側タンク33と中間タンク34は、例えばパイプなどで構成される経路37により接続されている。なお経路37は、貫通した空間部を有していれば良く、例えばチューブ等を用いても良い。
The
経路36および経路37は、一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁43およびチャック弁44を備えている。
The
また、上流側タンク32と中間タンク34は、ポンプ等で構成される液体輸送手段39を有する経路38によっても接続されている。液体輸送手段39は、中間タンク34から上流側タンク32へと液体を輸送するために用いられる。
Further, the
また、液体供給タンク41を有し、ポンプや圧縮空気を用いて適宜液体を補充できる構成とする。なお、図2では簡略化のために中間タンク34のみに液体を補充する図としたが、上流側タンク32または下流側タンク33に補充しても良い。
Further, the
<チャック弁43およびチャック弁44>
図3は、チャック弁43およびチャック弁44の構造例を模式断面図で示している。経路を開閉する弁51と、弁を保持する弾性体52から成り、液体の圧力により弾性体52が縮むことで弁51が移動すると、液体が流れる経路が開く構造となっている。また、液体は一方向のみに流れる構造となっている。
<
FIG. 3 shows a structural example of the
本構成では、図2に示すように、チャック弁43は、上流側タンク32から中間タンク34の方向(矢印の方向)のみに液体が流れるように配置する。
In this configuration, as shown in FIG. 2, the
また、チャック弁43は、上流側タンク32よりも低い位置に配置され、チャック弁43部における液圧が所望の値を超えると初めて経路が開放されるように配置する。チャック弁43部における液圧は上流側タンク32の液面が高くなるにつれて上昇するため、前述のようにチャック弁43を配置することで、上流側タンク32内の液面高さが所望の値を超えるまでは、経路が開放されない。
Further, the
なお、チャック弁43は、上下方向に移動できる構成とすることで、経路が開放される際の上流側タンク32の液面高さを任意に変動できるようにしておくことが望ましい。
It is desirable that the
なお、チャック弁43の位置は、上下方向(鉛直方向)に移動できる構成とすることで、経路が開放される際の上流側タンク32の液面高さを任意に設定できる。すなわち、チャック弁44の位置が高いと、液圧がかからず、高い圧でないと、チャック弁44は、開放されない。
The position of the
同様に、チャック弁44は、下流側タンク33から中間タンク34の方向のみに液体が流れるように配置する。また、チャック弁44は、下流側タンク33よりも低い位置に配置され、チャック弁44部における液圧が所望の値を超えると初めて経路が開放されるように配置する。チャック弁44部における液圧は下流側タンク33の液面が高くなるにつれて上昇するため、前述のようにチャック弁44を配置することで、下流側タンク33内の液面高さが所望の値を超えるまでは経路が開放されない。
Similarly, the
チャック弁44の位置は、上下方向(鉛直方向)に移動できる構成とすることが、上記チャック弁43と同様に好ましい。
It is preferable that the position of the
<動作>
以下に、液体循環装置40を液体が循環しているときの、液体の流れと、そのための構成について、図2を用いて説明する。
<Operation>
Hereinafter, the flow of the liquid when the liquid circulates through the
液体循環装置40において液体は常に一定方向に対流している(図2の矢印方向)。ここで、ヘッド部9に液体を流入する側を上流側、ヘッド部9から液体が排出される側を下流側と呼ぶ。
In the
上流側タンク32の液体は、経路35を介して、液滴吐出ヘッド10を具備したヘッド部9へ供給される。
The liquid in the
上流側タンク32の液体がヘッド部9へ供給されるためには、上流側タンク32の気体部21cの圧力を、下流側タンク33の気体部21aの圧力よりも高い値とすることが望ましい。上流側タンク32の気体部21cの圧力を下流側タンク33の気体部21aの圧力は、ヘッド部9へ供給する液体の流量に応じて決めればよいが、本実施の形態では、上流側タンク32の気体部の圧力を−5[kPa]、下流側タンク33の気体部圧力を−10[kPa]とした。
In order for the liquid in the
なお、負圧としているのは、液滴吐出ヘッド10から液体が垂れるのを防止するためである。 Note that the negative pressure is used to prevent liquid from dripping from the droplet discharge head 10.
なお、後述のように、上流側タンク32および下流側タンク33および中間タンク34の気体部21a、21b、21cは密封されており、かつ初期設定圧力から変動しづらいため、液体循環中に圧力制御を行う必要はない。
As will be described later, the
なお、上流側タンク32の液体がヘッド部9へ供給されるために、上流側タンク32内液体の液面高さを、下流側タンク33内液体の液面高さよりも高くする構成としても良い。
In addition, since the liquid in the
ヘッド部9を通過する液体の流量は、特に限定されないが、本実施の形態では約200ml/minとした。
The flow rate of the liquid passing through the
ヘッド部9に供給された液体は、一部が液滴吐出ヘッド10(図1)より吐出されるが、ほとんどの液体は、ヘッド部9で留まることなく、下流側タンク33へ送液される。
A part of the liquid supplied to the
下流側タンク33の液体は、経路37を介して、中間タンク34へ送液される。
The liquid in the
下流側タンク33の液体が中間タンク34へ送液されるためには、下流側タンク33の気体部21aの初期設定圧力を、中間タンク34の気体部21bの圧力よりも高い値とすることが望ましい。
In order for the liquid in the
本実施の形態では、中間タンク34の気体部21bの圧力を−15[kPa]とした。
In the present embodiment, the pressure of the
なお、前述のように上流側タンク32の液体がヘッド部9へ供給されるために、上流側タンク32内液体の液面高さを、下流側タンク33内液体の液面高さよりも高くする構成としても良い。
Since the liquid in the
経路37は、一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁44を備えており、チャック弁44における液圧が所望の値を超えると初めて経路37が開放されるように配置されている。このため、下流側タンク33内の液体の高さは、一定に保たれる。また、前述のように下流側タンク33の気体部21aは密閉されているので、下流側タンク33の気体部21aの圧力も一定に保たれる。
The
なお、下流側タンク33から中間タンク34へ送液する液体の流量は、ヘッド部9を通過する液体の流量と同等となり、本実施の形態では約200ml/minとなる。
Note that the flow rate of the liquid fed from the
経路37を介して中間タンク34へ送液された液体は、液体輸送手段39によって上流側タンク32へ送液される。液体輸送手段39によって上流側タンク32へ送液される液体の流量は、ヘッド部9を通過する液体の流量よりも多ければよく、特に限定されないが、本実施の形態では約300ml/minとした。
The liquid sent to the
液体輸送手段39によって上流側タンク32へ送液された液体は、前述のように経路35を介して、液滴吐出ヘッド10を具備したヘッド部9へ供給される。ただし、ヘッド部9へ供給される液体の流量よりも、液体輸送手段39によって上流側タンク32へ送液される液体の流量の方が多いため、液体輸送手段39によって上流側タンク32へ送液される液体全てがヘッド部9へ供給されることはない。
The liquid sent to the
ヘッド部9へ供給されなかった残りの液体は、経路36を介して、中間タンク34へ送液される。本実施の形態では、約100ml/minが中間タンク34へ送液される。
The remaining liquid that has not been supplied to the
上流側タンク32の液体が中間タンク34へ送液されるためには、上流側タンク32の気体部21cの圧力を、中間タンク34の気体部21bの圧力よりも高い値とすることが望ましい。本構成では、前述のように上流側タンク32の気体部21cの圧力を−5[kPa]、下流側タンク33の気体部21aの圧力を−15[kPa]とした。
In order for the liquid in the
なお、上流側タンク32内液体の液面高さを、中間タンク34内液体の液面高さよりも高くする構成としても良い。
The liquid level height of the liquid in the
経路36は、一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁43を備えており、チャック弁43部における液圧が所望の値を超えると初めて経路36が開放されるように配置されている。このため、上流側タンク32内の液体の高さは一定に保たれる。また、前述のように上流側タンク32の気体部21cは、密閉されているので、上流側タンク32の気体部21cの圧力も一定に保たれる。
The
<効果>
これらの構成によれば、上流側タンク32および下流側タンク33の液面は、液面制御を用いなくても一定に保たれる。また、前述のように上流側タンク32および下流側タンク33の気体部21aは密閉されているので、上流側タンク32および下流側タンク33の気体部21a、21cの容積も一定に保たれる。すなわち、上流側タンク32および下流側タンク33の気体部21a、21cの圧力も一定に保たれる。
<Effect>
According to these configurations, the liquid levels of the
すなわち、上流側タンク32および下流側タンク33の液面および気体部21a、21cの圧力が一定に保たれるため、ヘッド部9における液圧も一定に保つことができ、ヘッド部9から吐出される液滴量を一定に保つことができる。
That is, since the liquid level of the
<開始時の動作>
なお、液体を循環させる前準備として、液体供給タンク41から液体を充填する一例を以下に示す。
<Operation at the start>
An example of filling the liquid from the
まず、液体供給タンク41から、中間タンク34所望の液面高さとなるまで液体を充填し、中間タンク34と経路36および経路37の一部に液体が充填され、それぞれのタンクの気体部21a、21b、21cが隔離された状態とする。
First, the liquid is supplied from the
次に、圧力調整手段42を用いて、上流側タンク32および下流側タンク33および中間タンク34の気体部21a、21b、21cの圧力を所望の値とした後に、それぞれのタンクを密封する。
Next, after the pressures of the
なお、圧力調整手段42は、例えば絞り付き弁等を用い、弁の開度を調整してそれぞれのタンク内の気体分子量を変化させることで、タンク内の気体部21a、21b、21cの圧力を調整するのが良い。
The pressure adjusting means 42 uses, for example, a throttle valve and adjusts the opening of the valve to change the gas molecular weight in each tank, thereby changing the pressure of the
次に、上流側タンク32および下流側タンク33に液体を充填し、さらに液体輸送手段39も駆動することで、経路35〜38を液体で満たす。なお、経路35〜38内にそれぞれ液体の流れを遮断できる弁を配置して、必要に応じて弁を開閉しながら液体を充填するのが望ましい。
Next, the
<なお書き>
なお、中間タンク34内の液体量は、ヘッド部9から吐出された液体量だけ減少するため、その分,中間タンク34内の気体部21bの容積が増加し、軽微だが中間タンク34内の気体部圧力が減少する。
<Notes>
Note that the amount of liquid in the
しかしながら、中間タンク34内の気体部21bの圧力は、ヘッド部9の液圧に直接影響しないため、中間タンク34内でも圧力制御は行わなくても良い。
However, since the pressure of the
なお、適宜液体を充填するため、例えば、ヘッド部9から吐出された液体量に相応する液体量を、液体供給タンク41より補充するのが望ましい。
In order to appropriately fill the liquid, for example, it is preferable to replenish the
なお、経路36および経路37内に絞り機構を設けて、それぞれの経路における流量調整を行っても良い。本構成によれば、液体循環量を変化させた際などにも対応が可能となる。
Note that a throttle mechanism may be provided in the
なお、液体の種類は特に限定されず、製造物の種類によって適宜選択される。例えば、製造物が有機ELパネルや液晶パネルである場合、発光材料などの有機発光物質を含む溶液や、液晶材料などの高粘度のインクが含まれる。
(実施の形態2)
なお、実施の形態1では、液体が循環させる液体循環装置40を示した。この例では、液体が循環しない液体循環装置40を示す。
In addition, the kind of liquid is not specifically limited, It selects suitably according to the kind of product. For example, when the product is an organic EL panel or a liquid crystal panel, a solution containing an organic light-emitting substance such as a light-emitting material or a highly viscous ink such as a liquid crystal material is included.
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the
図4は、下流側タンク33を用いない構成を模式的に示している。
FIG. 4 schematically shows a configuration in which the
<構造>
図4に示す液体循環装置の構造は、液滴を塗布する液滴吐出ヘッド10を備えたヘッド部9と、塗布ノズル上流に接続された上流側タンク32と、上流側タンク32に接続された中間タンク34とを備えている。上流側タンク32または中間タンク34は、初期圧力調整のために、それぞれ圧力調整手段42を備えている。
<Structure>
The structure of the liquid circulation device shown in FIG. 4 is connected to the
なお、上流側タンク32および中間タンク34は、初期圧力の調整を行った後は、それぞれの気体部21b、21cを密封する。本構成により、それぞれのタンクへの気体の流入および流出を最小限に抑えることができ、液体の増粘を最小限に抑制することができる。
In addition, after adjusting the initial pressure, the
上流側タンク32と中間タンク34は、パイプなどで構成される経路36により接続されている。なお、経路36は、貫通した空間部を有していれば良く、例えばチューブ等を用いても良い。
The
経路36は、一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁43を備えている。本構成では、チャック弁43は、上流側タンク32から中間タンク34の方向のみに液体が流れるように配置する。また、チャック弁43は、上流側タンク32よりも低い位置に配置され、チャック弁43部における液圧が所望の値を超えると初めて経路36が開放されるように配置する。チャック弁43部における液圧は上流側タンク32の液面が高くなるにつれて上昇するため、前述のようにチャック弁43を配置することで、上流側タンク32内の液面高さと、中間タンク34の内の液面高さとの差が所望の値を超えるまでは経路が開放されない。
The
また、上流側タンク32と中間タンク34は、例えば、ポンプ等の液体輸送手段39を有する経路38によっても接続されている。液体輸送手段39は、中間タンク34から上流側タンク32へと液体を輸送するために用いられる。
The
また、液体供給タンク41を有し、ポンプや圧縮空気を用いて適宜液体を補充できる構成とするのが良い。なお、図4では簡略化のために中間タンク34のみに補充する図としたが、上流側タンク32に補充しても良い。
Moreover, it is good to have the structure which has the
<動作>
以下に、図4を用いて、液体供給経路50における液体の流れと、そのための構成について説明する。
<Operation>
Hereinafter, the flow of the liquid in the
上流側タンク32は、ヘッド部9よりも高い位置に配置され、上流側タンク32の液体は、経路35を介して、液滴吐出ヘッド10を具備したヘッド部9へ供給される。なお、前述のように上流側タンク32の液体は、経路35を介して、液滴吐出ヘッド10を具備したヘッド部9へ供給されるために、上流側タンク32の気体部21cの圧力を大気圧よりも高い値としても良い。
The
また、液体輸送手段39によって中間タンク34から上流側タンク32へ送液された液体は、前述のように経路35を介して、液滴吐出ヘッド10を具備したヘッド部9へ供給される。
Further, the liquid sent from the
しかし、ヘッド部9へ供給される液体の流量よりも、液体輸送手段39によって上流側タンク32へ送液される液体の流量の方が多いため、液体輸送手段39によって中間タンク34から上流側タンク32へ送液された液体全てがヘッド部9へ供給されることはない。
However, since the flow rate of the liquid sent to the
ヘッド部9へ供給されなかった残りの液体は、経路36を介して、中間タンク34へ送液される。前述のように上流側タンク32の液体が中間タンク34へ送液されるためには,上流側タンク32の気体部21cの圧力を、中間タンク34の気体部21bの圧力よりも高い値とすることが望ましい。
The remaining liquid that has not been supplied to the
なお、上流側タンク32内液体の液面高さを、中間タンク34内液体の液面高さよりも高くする構成としても良い。
The liquid level height of the liquid in the
経路36は、一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁43を備えており、チャック弁43部における液圧が所望の値を超えると初めて経路が開放されるように配置されている。このため、上流側タンク32内液体の液面高さと中間タンク34との液面差は一定に保たれる。
The
また、前述のように上流側タンク32の気体部21cは、密閉されているので、上流側タンク32の気体部21cの圧力も一定に保たれる。また、前述のように上流側タンク32の気体部21cは、密閉されているので、上流側タンク32の気体部21cの圧力も一定に保たれる。
Moreover, since the
<効果>
本構成によれば、上流側タンク32の液面は、液面制御を用いなくても一定に保たれる。また、上流側タンク32の気体部21cの容積も一定に保たれるため、上流側タンク32の気体部21cの圧力も一定に保たれる。ヘッド部9における液圧も一定に保つことができる。
<Effect>
According to this configuration, the liquid level of the
なお、中間タンク34内の液体量は、ヘッド部9から吐出された液体量だけ減少するため、その分、中間タンク34内の気体部21bの容積が増加し、中間タンク34内の気体部21bの圧力が減少する。しかしながら、中間タンク34内の気体部21bの圧力は、ヘッド部9の液圧に影響しないため、中間タンク34内でも圧力制御等を行う必要はない。
Since the amount of liquid in the
ただし、適宜液体を充填するため、例えばヘッド部9から吐出された液体量に相応する液体量を、液体供給タンク41より補充するのが望ましい。
However, in order to appropriately fill the liquid, for example, it is desirable to replenish the liquid amount corresponding to the amount of liquid discharged from the
実施の形態の液滴吐出設備における液体循環装置40は、ヘッド部9と接続される上流側タンク32および下流側タンク33の気体部21a、21cの液面が一定に保たれるとともに、上流側タンク32と下流側タンク33の気体部21a、21cの圧力が一定に保たれるため、ヘッド部9での液圧が一定に保たれ、安定した液滴吐出が可能となるため、印刷対象物1の色ムラ等が低減し、高品質な印刷物を生産することが可能となる。
In the
また、センサを用いた制御が不要なため、液体の状態変化による誤作動や、パラメータの設定等が不要となり、簡易な構成とすることができるため、設備の省スペース化やコスト低廉化が図られる。また、気体の出し入れを行わずに密閉空間内で液体循環が可能なため、液体の増粘などの問題も解消できる。そのため、材料利用効率の向上により生成物のコスト低廉化も図られる。 In addition, since control using a sensor is not required, malfunctions due to changes in the state of the liquid, parameter settings, etc. are not required, and a simple configuration can be achieved, thereby saving space and reducing costs of equipment. It is done. Further, since the liquid can be circulated in the sealed space without taking in and out the gas, problems such as liquid thickening can be solved. Therefore, the cost of the product can be reduced by improving the material utilization efficiency.
工業用、家庭用、インク塗布装置に用いることができる。特に、有機ELディスプレイパネルの製造における有機発光材料を塗布形成するための液滴吐出式記録装置の利用できる。 It can be used for industrial, household, and ink application devices. In particular, a droplet discharge recording apparatus for coating and forming an organic light emitting material in the manufacture of an organic EL display panel can be used.
1 印刷対象物
2 ヘッドユニット
3 テーブル
4 脚部
5 支持部
6 ガントリー
7 支持台
8 分配タンク
9 ヘッド部
A 経路
B 経路
C 経路
Z 昇降方向
10 液滴吐出ヘッド
11 ステージ
12 インクジェット式記録装置
21、21a、21b、21c 気体部
22 開口部
32 上流側タンク
33 下流側タンク
34 中間タンク
35 経路
36 経路
37 経路
38 経路
39 液体輸送手段
40 液体循環装置
41 液体供給タンク
42 圧力調整手段
43 チャック弁
44 チャック弁
50 液体供給経路
51 弁
52 弾性体
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ノズルの上流に接続された上流側タンクと、
前記ノズルの下流に接続された下流側タンクと、
前記上流側タンクと前記下流側タンクとに接続された中間タンクと、
前記上流側タンクと前記中間タンクを接続する経路Aと、
前記下流側タンクと前記中間タンクを接続する経路Bと、
前記経路Aに配置され、一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁Aと、
前記経路Bに配置され、一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁Bと、を備え、
前記上流側タンクの内の液体は、前記経路Aを経由して前記中間タンクへ流れ、
前記下流側タンクの内の液体は、前記経路Bを経由して前記中間タンクへ流れ、
前記チャック弁Aは、前記上流側タンク内の液面高さが所望の値以上になると経路Aが開放され、
前記チャック弁Bは、前記下流側タンク内の液面高さが所望の値以上になると経路Bが開放される液体吐出装置。 A nozzle for applying droplets;
An upstream tank connected upstream of the nozzle;
A downstream tank connected downstream of the nozzle;
An intermediate tank connected to the upstream tank and the downstream tank;
A path A connecting the upstream tank and the intermediate tank;
A path B connecting the downstream tank and the intermediate tank;
A chuck valve A arranged in the path A and opened when a constant pressure is applied;
A chuck valve B arranged in the path B and opened when a constant pressure is applied,
The liquid in the upstream tank flows to the intermediate tank via the path A,
The liquid in the downstream tank flows to the intermediate tank via the path B,
The chuck valve A opens the path A when the liquid level in the upstream tank reaches a desired value or more,
The chuck valve B is a liquid ejection device in which the path B is opened when the liquid level in the downstream tank reaches a desired value or more.
前記ノズルの上流に接続された上流側タンクと、
前記上流側タンクと接続された中間タンクと、
前記上流側タンクと前記中間タンクを接続する経路Cと、
前記経路Cに配置され一定の圧力が与えられると弁が開放するチャック弁と、を備え、
前記上流側タンク内液体は、前記経路Cを経由して前記中間タンクへ流れるように配置され、
前記チャック弁は、前記上流側タンク内液面高さが所望の値以上になると経路が開放されるように配置された液体吐出装置。 A nozzle for applying droplets;
An upstream tank connected upstream of the nozzle;
An intermediate tank connected to the upstream tank;
A path C connecting the upstream tank and the intermediate tank;
A chuck valve that is disposed in the path C and opens when a constant pressure is applied,
The upstream tank liquid is arranged to flow to the intermediate tank via the path C,
The chuck valve is a liquid ejection device arranged so that a path is opened when a liquid level in the upstream tank reaches a desired value or more.
前記経路Cが前記液体で満たされている時は、前記上流側タンク内の気体部と、前記中間タンクの気体部は、前記液体により隔離されている請求項5記載の液滴吐出装置。 During the circulation of the liquid, the gas part of the upstream tank and the intermediate tank is sealed,
6. The droplet discharge device according to claim 5, wherein when the path C is filled with the liquid, the gas part in the upstream tank and the gas part of the intermediate tank are isolated by the liquid.
前記上流側タンク内の液体の液面が一定高さ以上となると、前記液体の圧力により、前記上流側タンクと中間タンクとの間に設けられた第1弁を開け、前記液体を、前記上流側タンクから前記中間タンクへと流す工程と、
前記下流側タンク内の液体の液面が一定高さ以上となると、前記液体の圧力により、前記下流側タンクと前記中間タンクとの間に設けられた第2弁を開け、前記液体を、前記下流側タンクから前記中間タンクへと流す工程と、を含む液体吐出方法。 Feeding the liquid from the upstream tank to the nozzle and applying the liquid from the nozzle;
When the liquid level of the liquid in the upstream tank reaches a certain height or higher, the first valve provided between the upstream tank and the intermediate tank is opened by the pressure of the liquid, and the liquid is removed from the upstream tank. Flowing from the side tank to the intermediate tank;
When the liquid level of the liquid in the downstream tank reaches a certain height or more, the pressure of the liquid opens a second valve provided between the downstream tank and the intermediate tank, and the liquid is Flowing from the downstream tank to the intermediate tank.
前記上流側タンク内の液体の液面が一定高さ以上となると、前記液体の圧力により、前記上流側タンクと中間タンクとの間に設けられた第3の弁を開け、前記液体を、前記上流側タンクから前記中間タンクへと流す工程と、を含む液体吐出方法。
Feeding the liquid from the upstream tank to the nozzle and applying the liquid from the nozzle;
When the liquid level of the liquid in the upstream tank is equal to or higher than a certain height, a third valve provided between the upstream tank and the intermediate tank is opened by the pressure of the liquid, and the liquid is Flowing from the upstream tank to the intermediate tank.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015135762A JP2017013037A (en) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | Liquid discharge device and liquid discharge method |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10661575B2 (en) | 2018-02-15 | 2020-05-26 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Liquid circulation device and liquid discharge device |
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2015
- 2015-07-07 JP JP2015135762A patent/JP2017013037A/en active Pending
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