CN111483229A - 油墨喷出装置及油墨喷出方法 - Google Patents

油墨喷出装置及油墨喷出方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种污物难以侵入至喷嘴内的油墨喷出装置及油墨喷出方法。喷墨头将流入的油墨从喷嘴喷出。设置有切换机构，所述切换机构切换对喷墨头供给油墨的状态与对喷墨头供给油墨以外的流体的状态。

Description

油墨喷出装置及油墨喷出方法
技术领域
本发明涉及一种油墨喷出装置及油墨喷出方法。
背景技术
已知一种油墨喷出装置，其是从多个喷嘴喷出油墨的液滴而将油墨涂布于对象物(专利文献1)。在专利文献1所公开的油墨喷出装置中，利用喷墨头(ink-jet head)及盖帽(cap)机构形成封闭的空间，通过对所述封闭的空间供给加湿空气，而适当地维持喷出口(喷嘴)内的油墨的状态。当经封闭的空间敞开时，通过对喷墨头内的油墨赋予压力，而进行从喷嘴排出油墨的清除(purge)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利特开2013-176933号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
从喷墨头回收油墨，而使装置的运转结束之后，如果喷墨头的喷嘴暴露于大气中，则存在大气中悬浮的污物侵入至喷嘴内的情况。侵入至喷嘴内的污物也存在难以通过清除等而去除的情况。如果侵入至喷嘴内的污物残留于喷嘴内，会产生油墨的喷出故障。本发明的目的在于提供一种污物难以侵入至喷嘴内的油墨喷出装置及油墨喷出方法。
[解决问题的技术手段]
根据本发明的一个观点，提供一种油墨喷出装置，包括：
喷墨头，将流入的油墨从喷嘴喷出；以及
切换机构，切换对所述喷墨头供给所述油墨的状态与对所述喷墨头供给所述油墨以外的流体的状态。
根据本发明的另一观点，提供一种油墨喷出方法，其中
对将流入的油墨从喷嘴喷出的喷墨头供给与所述油墨不同的流体，并且维持从所述喷嘴流出所述流体的状态，
停止向所述喷墨头供给所述流体之后，开始向所述喷墨头供给所述油墨，而进行从所述喷墨头喷出所述油墨的处理。
[发明的效果]
当对喷墨头内不供给油墨时，通过对喷墨头供给油墨以外的流体，能够抑制污物侵入至喷嘴。
附图说明
图1是本实施例的油墨喷出装置的概略图。
图2是从喷墨头喷出油墨的状态下的油墨喷出装置的概略图。
图3是对喷墨头供给清洁空气(clean air)的状态下的油墨喷出装置的概略图。
图4是油墨喷出装置的控制装置所进行的控制的流程图。
图5是本实施例的油墨喷出装置的概略图。
图6是油墨喷出装置的切换机构设定为对喷墨头内供给清洁空气的状态时的油墨喷出装置的概略图。
符号的说明
10：喷墨头
11：喷嘴
12：流入口
13：排出口
15：温度传感器
20：切换机构
21：供给侧切换阀
22：回收侧切换阀
30：罐
31：油墨用加热器
32：油墨供给路径
33：油墨回收路径
34：温度传感器
35：供给泵
36：回收泵
40：流体供给源
41：流体用加热器
50：控制装置
60：平台
61：涂布对象物
S1～S9：步骤
具体实施方式
参照图1～图4，对本发明的实施例的油墨喷出装置进行说明。
图1是本实施例的油墨喷出装置的概略图。从罐(tank)30经由油墨供给路径32将油墨输送至流入口12。油墨从流入口12流入至喷墨头10内。在喷墨头10设置有多个喷嘴11，与多个喷嘴11相对应地配置有压电元件。通过对压电元件进行驱动，而从多个喷嘴11使油墨变为液滴而喷出。未喷出的油墨经由排出口13而排出。从排出口13排出的油墨经由油墨回收路径33而回收至罐30。油墨用加热器31对罐30内的油墨进行加温。温度传感器34测定罐30内的油墨的温度，将测定结果输入至控制装置50。
在油墨供给路径32及油墨回收路径33，分别安装有供给泵35及回收泵36。利用罐30、油墨供给路径32、喷墨头10及油墨回收路径33，构成使油墨循环的循环路径。通过使供给泵35及回收泵36运行，能够使油墨在所述循环路径循环。通过使回收泵36的喷出量多于供给泵35的喷出量，能够回收喷墨头10内的大致全部油墨，而使喷墨头10内为空的状态。另外，也可以使供给泵35停止，只使回收泵36运行而回收喷墨头10内的油墨。
从流体供给源40经由流体用加热器41对喷墨头10供给流体，例如供给清洁空气。流体用加热器41对供给至喷墨头10的清洁空气进行加温。
在供给泵35与喷墨头10之间的油墨供给路径32插入有供给侧切换阀21，在喷墨头10与回收泵36之间的油墨回收路径33插入有回收侧切换阀22。供给侧切换阀21及回收侧切换阀22构成切换机构20。切换机构20切换如下的状态，即，对喷墨头10供给油墨的状态、与供给油墨以外的流体、例如供给来自流体供给源40的清洁空气的状态。作为供给侧切换阀21及回收侧切换阀22，可使用例如电磁式三通切换阀、电磁式滑阀(slide valve)等。
在平台(stage)60上保持涂布对象物61。平台60能够使涂布对象物61在与其表面平行的两个方向上移动。作为平台60，例如可以使用XY平台。将从喷墨头10的多个喷嘴11喷出的油墨涂布于由平台60所保持的涂布对象物61。
温度传感器15测定喷墨头10内的油墨的温度。将温度传感器15的测定结果输入至控制装置50。控制装置50进行从喷墨头10喷出油墨的控制、切换机构20的状态的切换控制、供给泵35及回收泵36的运行的控制、利用油墨用加热器31及流体用加热器41进行加温的控制、平台60的移动控制。通过进行切换机构20的状态的切换控制、供给泵35及回收泵36的运行的控制，能够对喷墨头10供给油墨、以及从喷墨头10回收油墨。
图2是从喷墨头10喷出油墨的状态下的油墨喷出装置的概略图。供给侧切换阀21将来自罐30的油墨供给路径32与喷墨头10的流入口12加以连接，而成为将排出口13与直到罐30为止的油墨回收路径33连接的状态。来自流体供给源40的清洁空气呈经供给侧切换阀21及回收侧切换阀22阻挡的状态。
控制装置50对油墨用加热器31进行控制而对油墨进行加温，以使温度传感器15所测定的油墨的温度维持在目标值。进而，控制装置50对供给泵35及回收泵36的喷出量进行控制，以使喷墨头10内的油墨产生作为目标的规定负压。在涂布油墨时，控制装置50基于形状界定数据，控制平台60的移动、及从喷墨头10的喷嘴11的油墨的喷出，所述形状界定数据是界定应涂布油墨的区域的形状的数据。因此，能够将油墨涂布于涂布对象物61的表面的所需的区域。例如，可以使用阻焊剂(solder resist)作为油墨，在印刷基板的表面的所需位置形成所需形状的阻焊剂膜。
图3是对喷墨头10供给清洁空气的状态下的油墨喷出装置的概略图。来自流体供给源40的清洁空气经由供给侧切换阀21从流入口12供给至喷墨头10内，并且经由回收侧切换阀22也从排出口13供给至喷墨头10内。从罐30开始的油墨供给路径32及直到罐30为止的油墨回收路径33处于不与喷墨头10连接的状态。供给至喷墨头10内的清洁空气是从多个喷嘴11排出至外部。供给泵35及回收泵36是停止状态。
供给至喷墨头10内的清洁空气通过流体用加热器41而加温，因此将温度高于室温的清洁空气供给至喷墨头10内。其结果为，喷墨头10维持在高于室温的目标温度。
图4是控制装置50所进行的控制的流程图。
进行油墨喷出处理时，首先，控制装置50对油墨用加热器31进行控制而开始油墨的加温(步骤S1)。罐30内的油墨的温度达到规定的目标值后，控制装置50将切换机构20设定为对喷墨头10供给油墨的状态(步骤S2)。作为“规定的目标值”，设定与油墨喷出时的油墨的适当温度大致相等的值。适当的温度是针对所使用的每种油墨而确定。
将切换机构20设定为对喷墨头10供给油墨的状态之后，使供给泵35及回收泵36运行，而使油墨在包括喷墨头10的循环路径循环。通过在循环路径循环的油墨，而对油墨流路或喷墨头10进行加温，使得它们的温度上升。反之，循环的油墨的温度暂时下降。油墨是通过油墨用加热器31而继续加温，因此循环的油墨的温度会随着时间的经过而恢复至规定的目标值。继续进行油墨的循环，直到使喷墨头10内的油墨的温度维持在油墨喷出时的适当温度为止(步骤S3)。此处，“适当温度”是指具有某种幅度的温度范围。
当确认到喷墨头10内的油墨的温度维持在油墨喷出时的适当温度时，控制装置50对喷墨头10及平台60进行控制，而执行油墨的喷出处理(步骤S4)。在本说明书中，将“油墨喷出时的适当温度”简称为“适当温度”。此时，控制装置50继续控制油墨用加热器31，以使喷墨头10内的油墨的温度保持在适当温度。进而，对供给泵35及回收泵36进行控制，以使喷墨头10内的油墨的压力维持在适当负压。通过将喷墨头10内的油墨的压力设为负压，可防止油墨从喷嘴11漏出。当在所述状态下对与喷嘴11相对应地配置的压电元件进行驱动时，从喷嘴11喷出油墨。反复进行油墨喷出处理，直到使油墨喷出装置的运转停止为止(步骤S5)。
当使油墨喷出装置的运转结束时，控制装置50对油墨用加热器31进行控制而使油墨的加温停止(步骤S6)。进而，使供给泵35的喷出量多于回收泵36的喷出量，或使供给泵35的运行停止，而回收滞留于喷墨头10内的油墨(步骤S7)。
喷墨头10内变为大致空的状态之后，控制装置50使供给泵35及回收泵36停止，并且将切换机构20，设定为对喷墨头10供给清洁空气的状态(步骤S8)。此时，控制装置50对流体用加热器41进行控制，将清洁空气加温至规定的目标温度为止。继续维持供给清洁空气的状态，直到开始油墨喷出装置的重新运转为止(步骤S9)。当使油墨喷出装置重新运转时，控制装置50执行开始油墨的加温(步骤S1)的顺序及其后的顺序。
其次，说明所述实施例的优异效果。
在所述实施例中，在从喷墨头10内回收油墨之后，直到接下来使油墨循环为止的期间内，对喷墨头10供给清洁空气，而维持从喷嘴11流出清洁空气的状态。因此，能够抑制污物等侵入至喷嘴11内。其结果为，能够抑制从喷嘴11喷出油墨的喷出故障的产生。例如，当污物侵入至喷嘴11时，从喷嘴11不再喷出油墨，或者油墨的喷出方向偏离正规方向。如果产生如上所述的喷出故障，就无法在涂布对象物61的目标位置涂布油墨，其结果为，存在产生油墨的涂布故障的情况。通过抑制油墨的喷出故障的产生，能够抑制对涂布对象物61涂布油墨的涂布故障的产生。
例如，可在一天的操作时间结束之后，将切换机构20设定为对喷墨头10供给清洁空气的状态，在第二天的操作即将开始之前，将切换机构20设定为对喷墨头10供给油墨的状态。如果从一天的操作结束起到第二天的操作开始为止进行清洁空气的供给，就能够使喷墨头10的喷嘴11保持在洁净的状态，直到操作开始时间点为止。因此，不在操作开始前进行喷嘴11的清洁，就能够抑制从喷嘴11喷出油墨的喷出故障的产生。
当使用阻焊剂等作为油墨时，由于室温下油墨的粘度过高，所以难以从喷墨头10喷出油墨。为了再现性良好地喷出油墨，优选的是将油墨加温至适当温度为止而使油墨的粘度下降。例如，喷出时的油墨的适当温度为40℃～80℃左右。
当喷墨头10处于室温的状态时，在步骤S2中开始油墨的循环后，即使罐30内的油墨经加温至室温以上的适当温度为止，也会经喷墨头10冷却而使油墨的温度暂时下降。例如，在油墨的适当温度为40℃，室温为25℃的情况下，当开始油墨的循环后，油墨的温度会暂时下降至30℃左右。为了将下降的油墨的温度重新加温至适当温度为止，必须使油墨继续循环固定时间。在直到使油墨的温度维持在适当温度为止的期间，无法进行油墨的喷出处理。
与此相对，在所述实施例中，是对供给至喷墨头10的清洁空气进行加温，所以在不使油墨循环的期间内，也使喷墨头10维持在高于室温的状态。当在所述状态下开始油墨的循环时，与喷墨头10在室温的状态时开始油墨的循环的情况相比，能够缩短从油墨的循环开始到使油墨的温度维持在适当范围为止的时间(以下称为“上升时间”)。
为了提高缩短上升时间的效果，优选的是，在将清洁空气供给至喷墨头10时，使喷墨头10维持在油墨的适当温度。为了将喷墨头10维持在油墨的适当温度，优选的是利用流体用加热器41(图1)，将清洁空气的温度加温至油墨的适当温度或所述适当温度以上。清洁空气的温度可实际进行评估实验而决定。
其次，说明所述实施例的变形例。
在所述实施例中，使用清洁空气作为供给至喷墨头10的油墨以外的流体，但是也可以使用其它气体。例如，也可以使用氮气等。进而，作为油墨以外的流体，也可以使用液体，例如水。当使用液体作为油墨以外的流体时，优选的是在喷墨头10的下方，配置回收从喷嘴11(图1)流出的液体的接收盘。
当油墨的适当温度接近于室温，即使不对喷墨头10进行加温，上升时间也足够短时，也可以省略清洁空气的加温，而将室温的清洁空气供给至喷墨头10。
当喷墨头10的周围环境洁净，不易产生污物等侵入至喷嘴11时，在从油墨喷出装置的运转结束到重新运转为止的期间，无需预先将清洁空气时常供给至喷墨头10。例如，可在开始加温油墨的(图4的步骤S1)同时，开始供给经加温的清洁空气，对喷墨头10进行预热。
并且，在所述实施例中，将电磁式的阀用于供给侧切换阀21及回收侧切换阀22，控制装置50对供给侧切换阀21及回收侧切换阀22进行控制，但也可以将手动式的阀用于供给侧切换阀21及回收侧切换阀22。此时，操作者可通过手动来进行切换机构20的状态的切换。
其次，参照图5及图6，说明另一实施例的油墨喷出装置。以下，关于与图1～图4所示的实施例的油墨喷出装置共同的结构，省略说明。
图5是本实施例的油墨喷出装置的概略图。在图1～图4所示的实施例中，将清洁空气的供给路径连接于供给侧切换阀21及回收侧切换阀22两者。通过所述结构，从流入口12及排出口13两者向喷墨头10内供给清洁空气。在图5所示的实施例中，将清洁空气的供给路径只连接于供给侧切换阀21，与回收侧切换阀22则未连接。
图6是切换机构20设定为向喷墨头10内供给清洁空气的状态时的油墨喷出装置的概略图。将清洁空气经由供给侧切换阀21从流入口12供给至喷墨头10内。回收侧切换阀22设定为阻挡从排出口13排出的清洁空气的状态。因此，供给至喷墨头10内的清洁空气从多个喷嘴11排出至外部。
如图5及图6所示的实施例所述，采用只从流入口12将清洁空气供给至喷墨头10内的结构，也可获得与图1～图4所示的实施例同样的效果。另外，在本实施例中，存在如下的情况：喷墨头10之中远离流入口12的部位的温度低于靠近流入口12的部位的温度。所述温度差取决于喷墨头10的构造。当无法对远离流入口12的部位进行充分加温时，可采用图1～图4所示的实施例的结构。
如果提高供给至喷墨头10的清洁空气的压力，而使流量增多，那么抑制污物等侵入至喷嘴11的效果就会提高。进而，从喷墨头10回收油墨之后吹走残留于喷嘴11内的油墨的效果提高。反之，如果提高清洁空气的压力，而使流量增多，那么清洁空气的消耗量就会增多。清洁空气的压力及流量可根据放置有喷墨头10的环境的洁净度、清洁空气的消耗所耗费的成本等而适当决定。
当然，所述各实施例是例示，不同的实施例中所公开的结构能够进行部分替换或组合。关于多个实施例的同样的结构所发挥的同样的作用效果，没有在每个实施例中逐次提及。此外，本发明并不限定于所述实施例。例如，本领域技术人员当知能够进行各种变更、改良、组合等。

Claims (8)

1.一种油墨喷出装置，其特征在于，包括：
喷墨头，将流入的油墨从喷嘴喷出；以及
切换机构，切换对所述喷墨头供给所述油墨的状态与对所述喷墨头供给所述油墨以外的流体的状态。
2.根据权利要求1所述的油墨喷出装置，其中还包括：
油墨供给路径，使所述油墨流入至所述喷墨头；以及
油墨用加热器，对流入至所述喷墨头的所述油墨进行加温。
3.根据权利要求1或2所述的油墨喷出装置，其中还包括：
流体用加热器，对供给至所述喷墨头的所述流体进行加温。
4.根据权利要求1或2所述的油墨喷出装置，其中
所述喷墨头包括：流入口，流入所述油墨；以及排出口，从所述喷墨头排出所述油墨；
所述切换机构在对所述喷墨头供给所述流体的状态下，成为从所述流入口及所述排出口两者将所述流体供给至所述喷墨头的状态。
5.根据权利要求1或2所述的油墨喷出装置，其中
所述流体是气体。
6.根据权利要求1或2所述的油墨喷出装置，其中还包括：
控制装置，进行如下的控制：从所述喷墨头喷出所述油墨的控制、所述切换机构的状态的切换、对所述喷墨头的所述油墨的供给、以及从所述喷墨头的所述油墨的回收；并且
所述控制装置是
回收滞留于所述喷墨头的所述油墨之后，将所述切换机构设为对所述喷墨头供给所述流体的状态，
从所述喷墨头进行所述油墨的喷出之前，将所述切换机构设为对所述喷墨头供给所述油墨的状态，
将所述切换机构设为对所述喷墨头供给所述油墨的状态之后，对所述喷墨头进行控制而执行使所述油墨喷出的处理。
7.一种油墨喷出方法，其特征在于，
对将流入的油墨从喷嘴喷出的喷墨头供给与所述油墨不同的流体，并且维持从所述喷嘴流出所述流体的状态，
停止向所述喷墨头供给所述流体之后，开始向所述喷墨头供给所述油墨，而进行从所述喷墨头喷出所述油墨的处理。
8.根据权利要求7所述的油墨喷出方法，其中
通过对供给至所述喷墨头的所述流体进行加温，而在维持着从所述喷嘴流出所述流体的状态的期间，将所述喷墨头维持在高于室温的状态。
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