JP2008289983A - Ink jet device - Google Patents

Ink jet device Download PDF

Info

Publication number
JP2008289983A
JP2008289983A JP2007136836A JP2007136836A JP2008289983A JP 2008289983 A JP2008289983 A JP 2008289983A JP 2007136836 A JP2007136836 A JP 2007136836A JP 2007136836 A JP2007136836 A JP 2007136836A JP 2008289983 A JP2008289983 A JP 2008289983A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
head
pressure
supply
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007136836A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Miyasaka
徹 宮坂
Mamoru Okano
守 岡野
Makoto Izaki
良 井崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp, Hitachi High Tech Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2007136836A priority Critical patent/JP2008289983A/en
Publication of JP2008289983A publication Critical patent/JP2008289983A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet device capable of highly precisely and highly stably discharging ink even in the case of the ink having various properties from solid-liquid ink having an anxiety for flocculation and settlement on down. <P>SOLUTION: An ink jet device can be provided in which the effect of pressure fluctuation in an ink jet head accompanying ink jet head driving conditions and an ink circulating flow rate is suppressed, and the ink can be highly precisely and highly stably discharged even in the case of the ink having various physical properties by installing a ink feed-recovery condition-control means variably controlling the pressure set values of a feed ink tank and a recovery ink tank through detecting the pressure in the ink jet head with a pressure sensor or through calculating the pressure in the ink tank head with such conditions as discharge information and an ink flow rate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクを媒体に吐出するインクジェット装置に関するものである。より具体的には、インクジェットヘッドによる各種インク材料の安定吐出を可能とする、インクジェットヘッドへのインク供給手段及びインクジェットヘッドからのインク回収手段における各種検出および制御に関するものである。なお、本発明におけるインクとは、紙等の媒体に対して印字を行うものに限定されるものでなく、広く一般流体及び流体中に固体粒子を分散させた固液混合流体も含む。   The present invention relates to an ink jet apparatus that ejects ink onto a medium. More specifically, the present invention relates to various types of detection and control in an ink supply unit to the ink jet head and an ink recovery unit from the ink jet head that enable stable ejection of various ink materials by the ink jet head. The ink according to the present invention is not limited to printing on a medium such as paper, but also includes a general fluid and a solid-liquid mixed fluid in which solid particles are dispersed in the fluid.

現在、インクジェット記録装置は、情報処理システムの出力手段として広く利用されている。これらのインクジェット装置は微小な液滴をノズルから吐出させて、紙などの記録媒体上に文字や図形等の印字や描画を行うものである。   Currently, ink jet recording apparatuses are widely used as output means of information processing systems. These ink jet apparatuses eject fine droplets from nozzles to print or draw characters or figures on a recording medium such as paper.

近年、このインクジェット技術は、回路基板上への金属配線形成やディスプレイ用のカラーフィルタなどをはじめとする産業用の各種製造装置技術として利用されるようになってきた。   In recent years, this ink-jet technology has come to be used as a technology for various industrial manufacturing apparatuses including metal wiring formation on a circuit board and a color filter for display.

産業用インクジェット装置では、従来の画像記録用インクとは異なる種々の物性を有するインクを用いた吐出動作が必要となる。さらに、各種産業用製造装置では、従来の画像記録装置とは異なり、非常に大きなサイズへの吐出動作が要求される。たとえば、液晶,プラズマなどのフラットパネルディスプレイ分野に適用される製造装置では、数m角以上の領域への記録が必要となる。   In an industrial inkjet apparatus, an ejection operation using ink having various physical properties different from those of conventional image recording inks is required. Furthermore, in various industrial manufacturing apparatuses, unlike conventional image recording apparatuses, a discharge operation to a very large size is required. For example, in a manufacturing apparatus applied to the field of flat panel displays such as liquid crystal and plasma, recording in an area of several m square or more is required.

インクジェット装置は、インクを貯蔵するインクタンクとインクを調整しながら吐出するインクジェットヘッドと記録媒体上でインクジェットヘッドを移動させるキャリッジを備えている。一般のインクジェット装置では、インクジェットヘッドの上側にインクタンクが備えられており、水頭差でインクが供給されている。   The ink jet apparatus includes an ink tank that stores ink, an ink jet head that discharges ink while adjusting the ink, and a carriage that moves the ink jet head on a recording medium. In a general ink jet apparatus, an ink tank is provided on the upper side of the ink jet head, and ink is supplied by a water head difference.

産業用の大型インクジェット装置では、インク消費量も多いために、必然的にインクタンクが大きくなる。これに伴って、大容量のインクタンクが必要であり、インクタンクとインクジェットヘッド間の水頭差がインク残量で大きく変化することになる。また、大容量のインクタンクをインクジェットヘッドの上方に配置した場合には、インクジェットヘッドに大きな正圧がかかってしまい、インクジェットヘッドのノズル部からのインク漏出が生ずる。   In industrial large-scale inkjet devices, the amount of ink consumed is large, and the ink tank is inevitably large. Along with this, a large-capacity ink tank is required, and the water head difference between the ink tank and the inkjet head greatly changes depending on the remaining amount of ink. Further, when a large-capacity ink tank is arranged above the ink jet head, a large positive pressure is applied to the ink jet head, and ink leakage from the nozzle portion of the ink jet head occurs.

そこで、インクタンクを本体の筐体側に配置する方法やインクタンクを大容量メインタンクと小容量のサブタンクに分け、サブタンクのみキャリッジの上に配置する方法が知られている。しかし、これらの方法を、産業用の大型インクジェット装置に適用した場合には、筐体側に設置したタンクとキャリッジ上のサブタンクやインクジェットヘッドを接続する撓み管の長さが非常に長くなり、撓み管内部に多量のインクを充填しておく必要があり、立上げや停止およびインク交換時に多量のインクを無駄にすることになる。   Therefore, there are known a method of arranging the ink tank on the housing side of the main body and a method of dividing the ink tank into a large-capacity main tank and a small-capacity sub-tank and arranging only the sub-tank on the carriage. However, when these methods are applied to industrial large-scale inkjet devices, the length of the flexible tube connecting the tank installed on the housing side to the sub-tank or inkjet head on the carriage becomes very long. It is necessary to fill a large amount of ink inside, and a large amount of ink is wasted at start-up, stop, and ink replacement.

インクタンクをキャリッジの上においた状態で、インクジェットヘッドへの適正なインク圧力を確保する方法として、インクジェットヘッドに接続する第1インクタンクと大容量の第2インクタンクを具備するとともに、インクジェットヘッドに接続する第1インクタンクに負圧発生手段を設けて、インクジェットヘッドに供給されるインクの圧力を調整する方法がある(例えば、特許文献1,2参照)。   As a method for securing an appropriate ink pressure to the ink jet head with the ink tank placed on the carriage, the ink jet head includes a first ink tank connected to the ink jet head and a large capacity second ink tank. There is a method of adjusting the pressure of ink supplied to an inkjet head by providing a negative pressure generating means in a first ink tank to be connected (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開2003−266734号公報JP 2003-266734 A 特開2006−62329号公報JP 2006-62329 A

前記したように産業用のインクジェット装置では、従来の画像記録用インクとは異なる種々の物性を有するインクを用いた吐出動作が必要となる。また、より高精度かつより高安定な吐出動作が求められる。   As described above, an industrial inkjet apparatus requires an ejection operation using inks having various physical properties different from those of conventional image recording inks. Further, a highly accurate and highly stable discharge operation is required.

インクジェットヘッドで、インクを高精度に吐出するためには、インクを吐出するために設けられた微小口(オリフィス口)における液面の形状(メニスカス)を適正に保持することが非常に重要になる。インクジェットヘッド内の圧力が高すぎるとインクが漏出し、圧力が低すぎるとメニスカスが破壊されて空気を吸い込んでしまう。インクを真直ぐに吐出させるためには、メニスカスがヘッド内に若干凹んだ状態が理想であり、これを安定かつ維持することが高精度かつ高安定な吐出動作のためには必須となる。   In order to eject ink with high accuracy using an inkjet head, it is very important to properly maintain the shape (meniscus) of the liquid level at the minute port (orifice port) provided to eject the ink. . If the pressure in the inkjet head is too high, ink leaks, and if the pressure is too low, the meniscus is destroyed and air is sucked. In order to eject the ink straight, it is ideal that the meniscus is slightly recessed in the head, and it is essential for a highly accurate and highly stable ejection operation to stably and maintain this.

このような適正なメニスカスの状態を維持するインクジェットヘッド内の圧力は、大気圧に対して数百Pa程度の弱い負圧条件という微妙な設定値となる。また、その必要精度や適正範囲は、使用するインクの条件で変化する。   The pressure in the ink jet head that maintains such an appropriate meniscus state is a delicate set value of a weak negative pressure condition of about several hundred Pa with respect to atmospheric pressure. The required accuracy and appropriate range vary depending on the conditions of the ink used.

各種物性を有するインクで高精度・高安定な吐出動作を要求される産業用インクジェット装置では、高精度なメニスカスコントロールを行うために、ヘッド内の圧力を高精度に制御することが必要である。   In an industrial inkjet apparatus that requires highly accurate and highly stable discharge operation with ink having various physical properties, it is necessary to control the pressure in the head with high accuracy in order to perform highly accurate meniscus control.

しかし、高速で多量のインク吐出を必要とする産業用インクジェット装置では、供給インクタンクからインクジェットヘッドに送られるインク量が多く、これによるインク流速によって生じる圧力低下のために、供給インクタンクの設定圧力よりインクジェットヘッド内の圧力が低下してしまう問題が生じる。また、この圧力低下量は、インクジェットヘッドの駆動条件などにより変化するために、従来の供給インクタンクの設定圧力制御のみによってでは、高精度なインクジェットヘッド内の圧力制御が実現できない。   However, in an industrial inkjet apparatus that requires a large amount of ink ejection at a high speed, a large amount of ink is sent from the supply ink tank to the inkjet head, and this causes a pressure drop caused by the ink flow rate. There arises a problem that the pressure in the ink jet head is further reduced. In addition, since the pressure drop varies depending on the driving conditions of the ink jet head and the like, high-precision pressure control in the ink jet head cannot be realized only by the conventional set pressure control of the supplied ink tank.

さらに、産業用インクジェット用のインクとしては、溶液中に固体粒子状部材などの分散剤を分散させた固液混合インクなども用いられる。このようなインクは、インクを停滞させると、分散粒子の凝集や沈降などが生じてしまうために、インクを常に一定流速で攪拌、流動させておくことが必要となる。   Furthermore, as an ink for industrial inkjet, a solid-liquid mixed ink in which a dispersing agent such as a solid particulate member is dispersed in a solution is also used. Such an ink causes agglomeration or sedimentation of dispersed particles when the ink is stagnated. Therefore, it is necessary to always stir and flow the ink at a constant flow rate.

インク内の分散粒子の凝集や沈降を防止するために、インクタンクからインクジェットヘッドへインクを循環供給させる方法が考えられる。この場合、供給インクタンクからインクジェットヘッドへのインク流速はさらに速くなり、さらに大きな圧力変動や低下が生じ、インクジェットヘッド内の圧力コントロールつまりメニスカスコントロールがさらに難しいものとなる。   In order to prevent aggregation and settling of dispersed particles in the ink, a method of circulating and supplying ink from the ink tank to the inkjet head can be considered. In this case, the ink flow rate from the supply ink tank to the ink jet head is further increased, and a larger pressure fluctuation or reduction occurs, making pressure control within the ink jet head, that is, meniscus control, more difficult.

特許文献1,2に記載の方法では、これらの状況下で、十分なインクジェットヘッド内の圧力の制御、つまりメニスカスコントロールができない。   In the methods described in Patent Documents 1 and 2, sufficient pressure control in the ink jet head, that is, meniscus control cannot be performed under these circumstances.

本発明の目的は、凝集や沈降が懸念される固液分散インクをはじめとする各種物性を有するインクにおいても、高精度かつ高安定に吐出可能なインクジェット装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ink jet apparatus that can discharge ink with high accuracy and high stability even for inks having various physical properties such as solid-liquid dispersed inks that are a concern of aggregation and sedimentation.

上記目的を達成するために、インクジェット装置を以下の(1)または(2)に記載した構成とした。   In order to achieve the above object, the ink jet apparatus is configured as described in (1) or (2) below.

(1)インクを吐出するインクジェットヘッドのヘッド内のインク流路における圧力を検出するヘッド内圧力検出手段と、該インクジェットヘッドに配管接続され、インクジェットヘッドにインクを供給する供給インクタンクと、該供給インクタンク内の圧力を設定値に制御する供給インクタンク圧力制御手段と、該ヘッド内圧力検出手段の検出値により該供給インクタンク圧力制御手段の圧力設定値を可変制御するインク供給条件制御手段を備えた。   (1) In-head pressure detecting means for detecting the pressure in the ink flow path in the head of the inkjet head that ejects ink, a supply ink tank that is connected to the inkjet head and supplies ink to the inkjet head, and the supply Supply ink tank pressure control means for controlling the pressure in the ink tank to a set value, and ink supply condition control means for variably controlling the pressure set value of the supply ink tank pressure control means according to the detection value of the head internal pressure detection means Prepared.

(2)インクジェットヘッドのヘッド内のインク流路における圧力を検出するヘッド内圧力検出手段と、該インクジェットヘッドに配管接続され、インクジェットヘッドに供給するインクを貯留する供給インクタンクと、該供給インクタンク内の圧力を設定値に保持する供給インクタンク圧力制御手段と、該インクジェットヘッドに配管接続され、インクジェットヘッド内のインクを回収し、その回収したインクを貯留する回収インクタンクと、該回収インクタンク内の圧力を設定値に保持する回収インクタンク圧力制御手段と、該ヘッド内圧力検出手段の検出値により該供給インクタンク圧力制御手段及び該回収インクタンク圧力制御手段の設定値を制御するインク供給回収条件制御手段を備えた。   (2) In-head pressure detecting means for detecting the pressure in the ink flow path in the head of the inkjet head, a supply ink tank connected to the inkjet head and storing ink to be supplied to the inkjet head, and the supply ink tank Supply ink tank pressure control means for holding the internal pressure at a set value, a recovery ink tank that is connected to the inkjet head by piping, collects ink in the inkjet head, and stores the recovered ink, and the recovered ink tank Ink supply for controlling the set value of the supply ink tank pressure control means and the recovery ink tank pressure control means by the detected value of the head internal pressure detection means and the recovered ink tank pressure control means for holding the internal pressure at the set value A recovery condition control means was provided.

本発明の好ましい実施形態では、上記した(1)又は(2)のインクジェット装置において、ヘッド内圧力検出手段はインクジェットヘッドと配管接続された圧力センサからなり、インクジェットヘッドと該圧力センサ間のインク流速がほぼゼロの状態で圧力を検出するように構成される。   In a preferred embodiment of the present invention, in the above-described ink jet apparatus of (1) or (2), the head pressure detection means comprises a pressure sensor connected to the ink jet head by piping, and the ink flow rate between the ink jet head and the pressure sensor. Is configured to detect pressure with substantially zero.

また、他の好ましい実施形態では、上記(1)のインクジェット装置において、ヘッド内圧力検出手段は、供給インクタンク圧力制御手段の設定圧力と、インクジェットヘッドにおける単位時間当たりの吐出インク量またはヘッドのインク吐出条件,インクジェットヘッドへのインク供給流量のうち少なくとも1つの値とを用いて、該インクジェットヘッド内の圧力値を算定するものとされる。   In another preferred embodiment, in the ink jet apparatus of the above (1), the head internal pressure detecting means includes the set pressure of the supply ink tank pressure control means, the amount of ink ejected per unit time in the ink jet head, or the ink of the head. The pressure value in the inkjet head is calculated using at least one of the ejection conditions and the ink supply flow rate to the inkjet head.

また、他の好ましい実施形態では、上記(2)のインクジェット装置において、ヘッド内圧力検出手段は、供給インクタンク圧力制御手段と該回収インクタンク圧力制御手段のそれぞれの設定圧力と、インクジェットヘッドにおける単位時間当たりの吐出インク量またはヘッドのインク吐出条件,インクジェットヘッドへのインク供給流量及びインク回収流雨量のうち少なくとも1つの値とを用いて、該インクジェットヘッド内の圧力値を算定するものとされる。   In another preferred embodiment, in the ink jet apparatus of the above (2), the head internal pressure detecting means includes the set pressures of the supply ink tank pressure control means and the recovered ink tank pressure control means, and units in the ink jet head. The pressure value in the ink jet head is calculated using at least one of the ink discharge amount per time or the ink discharge conditions of the head, the ink supply flow rate to the ink jet head, and the ink recovery rainfall amount. .

また、他の好ましい実施形態では、供給インクタンクからインクジェットヘッドへのインク供給流量もしくは、インクジェットヘッドから回収インクタンクへのインク回収流量の少なくとも一方を検出可能なインク流量検出手段が備えられる。   In another preferred embodiment, an ink flow rate detection unit capable of detecting at least one of an ink supply flow rate from the supply ink tank to the inkjet head or an ink recovery flow rate from the inkjet head to the recovery ink tank is provided.

また、他の好ましい実施形態では、回収インクタンクから供給インクタンクに向かってインクを戻すためのインク戻し搬送経路および戻し搬送ポンプが備えられる。   In another preferred embodiment, an ink return transport path and a return transport pump for returning ink from the recovered ink tank toward the supply ink tank are provided.

また、他の好ましい実施形態では、供給インクタンクと回収インクタンクの少なくとも一方は、タンク内のインク液面高さ,インク液量もしくはインク液重量のうち少なくとも1つを検出可能な検出手段を具備するように構成される。   In another preferred embodiment, at least one of the supply ink tank and the recovery ink tank includes detection means capable of detecting at least one of the ink liquid surface height, the ink liquid amount, and the ink liquid weight in the tank. Configured to do.

また、他の好ましい実施形態では、インクジェットヘッドに配管接続された供給インクタンク,ヘッド内圧力検出手段,回収インクタンクのうち少なくとも一方の管路に、配管の開閉可能な開閉弁が備えられる。   In another preferred embodiment, an opening / closing valve capable of opening and closing the pipe is provided in at least one of the supply ink tank, the head internal pressure detection means, and the recovery ink tank connected to the inkjet head by a pipe.

前記した本発明において用いられるインクは、溶液中に固体粒子状部材を分散させた固液混合インクとすることができる。   The ink used in the present invention described above can be a solid-liquid mixed ink in which solid particulate members are dispersed in a solution.

本発明のインクジェット装置は、インクジェットヘッド内の圧力を検出して、供給インクタンクの圧力設定値を可変制御することから、インクジェットヘッド駆動条件変化によるインク流速変動に伴う供給インクタンクとインクジェットヘッド間の圧力低下の影響を受けることなく、安定したインクジェットヘッド内圧力コントロールつまりメニスカスコントロールが可能となる。   The ink jet apparatus of the present invention detects the pressure in the ink jet head and variably controls the pressure setting value of the ink supply ink tank. Stable ink pressure control, i.e. meniscus control, is possible without being affected by pressure drop.

これにより、凝集や沈降が懸念される固液分散インクをはじめとする各種物性を有するインクを、高精度かつ高安定に吐出可能なインクジェット装置を提供することができる。   Thereby, it is possible to provide an ink jet apparatus capable of ejecting ink having various physical properties such as solid-liquid dispersed ink, which is concerned about aggregation and sedimentation, with high accuracy and high stability.

供給インクタンク、供給インクタンク圧力制御手段、ヘッド内圧力検出手段に加えて、回収インクタンク、回収インクタンク圧力制御手段を備え、さらにインク供給回収条件制御手段を備えたインクジェット装置では、供給インクタンクと回収インクタンク内の設定圧力を独立に可変制御することで、インクジェットヘッド内圧力コントロールとともに、供給インクタンクと回収インクタンクの圧力設定値の差によって、インクジェットヘッドに供給される循環流量コントロールも可能とし、インク内の分散粒子の凝集や沈降防止が効率よくかつ安定に実現する。   In addition to the supply ink tank, the supply ink tank pressure control means, and the in-head pressure detection means, the supply ink tank includes a recovery ink tank, a recovery ink tank pressure control means, and an ink supply recovery condition control means. In addition to controlling the internal pressure of the inkjet head, the circulating flow rate supplied to the inkjet head can be controlled according to the difference between the pressure settings of the supply ink tank and the recovered ink tank. In addition, the aggregation and dispersion prevention of dispersed particles in the ink can be realized efficiently and stably.

インクジェットヘッド内の圧力検出手段として、インクジェットヘッドに配管接続された圧力センサを用い、インクジェットヘッドと該圧力センサ間のインク流速がほぼゼロの状態で圧力検出をするように構成することで、インクジェットヘッドと圧力センサ間の圧力損失が無くなり、高精度にインクジェットヘッド内の圧力を検出することが可能となる。   By using a pressure sensor connected to the inkjet head as a pressure detection means in the inkjet head, the inkjet head is configured to detect pressure in a state where the ink flow rate between the inkjet head and the pressure sensor is almost zero. And the pressure loss between the pressure sensors is eliminated, and the pressure in the inkjet head can be detected with high accuracy.

さらに、別のインクジェットヘッド内圧力検出手段として、供給インクタンク圧力制御手段及び回収インクタンク圧力制御手段のそれぞれの設定圧力と、インクジェットヘッドにおける単位時間当たりの吐出インク量又はヘッドのインク吐出条件,インクジェットヘッドへの供給流量,回収流量内のうち少なくとも1つの値とを用いて、インクジェットヘッド内の圧力値を算定するヘッド内圧力算定検出手段を設けることで、インクジェットヘッドに圧力センサを設置することなく、インクジェットヘッド内の圧力を算定することができる。   Further, as other ink jet head internal pressure detection means, the set pressures of the supply ink tank pressure control means and the recovered ink tank pressure control means, the amount of ink ejected per unit time in the ink jet head or the ink ejection conditions of the head, the ink jet By providing an in-head pressure calculation detecting means for calculating a pressure value in the inkjet head using at least one of the supply flow rate and the recovery flow rate to the head, a pressure sensor is not installed in the inkjet head. The pressure in the inkjet head can be calculated.

このために、供給インクタンクからインクジェットへのインク供給流量もしくは、インクジェットから回収インクタンクへのインク回収流量の少なくとも一方を検出可能ないンク流量検出手段を備えることが望ましい。   For this purpose, it is desirable to provide a ink flow rate detecting means that cannot detect at least one of the ink supply flow rate from the supply ink tank to the ink jet or the ink recovery flow rate from the ink jet to the recovery ink tank.

インクジェットヘッド内の圧力は、供給インクタンクおよび回収インクタンクの圧力設定値に対して、インク流速による圧力変化により決定される。インクジェットヘッドが単位時間に吐出するインク量や供給流量,回収流量を正確に測定することで、供給インクタンクからインクジェットヘッドまでの圧力損失やインクジェットヘッドから回収インクタンクまでの圧力損失の割合から、高精度なインクジェットヘッドの圧力算定が可能となる。これにより、インクジェットヘッドに圧力センサを設ける場合に比較して、装置及び配管構成および各種弁などによるインクの制御が簡略になる。   The pressure in the ink jet head is determined by the pressure change due to the ink flow rate with respect to the pressure setting values of the supply ink tank and the recovery ink tank. By accurately measuring the ink volume, supply flow rate, and recovery flow rate that the inkjet head discharges per unit time, the pressure loss from the supply ink tank to the inkjet head and the ratio of pressure loss from the inkjet head to the recovery ink tank can be increased. Accurate ink head pressure can be calculated. Thereby, compared with the case where a pressure sensor is provided in an inkjet head, the control of ink by the apparatus, piping configuration, various valves, and the like is simplified.

さらに、供給インクタンク及び回収インクタンク内のインク液面高さ,インク液量もしくはインク液重量のうち少なくとも1つを検出することで、インクジェットヘッド内に付加される圧力をより高精度に検出することが可能となる。   Further, the pressure applied to the ink jet head is detected with higher accuracy by detecting at least one of the ink liquid level height, the ink liquid amount or the ink liquid weight in the supply ink tank and the recovered ink tank. It becomes possible.

以下、本発明の具体的な実施形態を図1から図3を用いて説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

本実施例では、インク供給系と回収系を有し、ヘッド内圧力検出手段として圧力センサを備えた場合について説明する。   In the present embodiment, a case will be described in which an ink supply system and a recovery system are provided and a pressure sensor is provided as an in-head pressure detection means.

図1は、本発明のインクジェット装置におけるインクジェットヘッドとインク供給回収システムの全体構成を説明するための図である。インクジェット装置は、インクジェットヘッド12,インク供給系10,インク回収系15ならびにインク供給回収条件制御手段1からなる。   FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of an inkjet head and an ink supply / recovery system in an inkjet apparatus according to the present invention. The ink jet apparatus includes an ink jet head 12, an ink supply system 10, an ink recovery system 15, and ink supply / recovery condition control means 1.

インク供給系10は、インクを格納する供給インクタンク8,インクを攪拌する供給インク攪拌装置9,供給インクタンク内のインク圧力を検出する供給インクタンク圧力センサ6,供給インクタンク内の液面高さを検出する供給インクタンク液面センサ5および供給インクタンク内の圧力を制御する供給インクタンク内圧制御ポンプ7および供給インクタンク圧力センサ6と供給オンクタンク液面センサ5の検出値に基づいて、供給インクタンク内の水頭圧を制御する供給インクタンク圧力制御手段4により構成される。   The ink supply system 10 includes a supply ink tank 8 for storing ink, a supply ink stirring device 9 for stirring ink, a supply ink tank pressure sensor 6 for detecting ink pressure in the supply ink tank, and a liquid level in the supply ink tank. The supply ink tank liquid level sensor 5 for detecting the height, the supply ink tank internal pressure control pump 7 for controlling the pressure in the supply ink tank, the supply ink tank pressure sensor 6 and the supply ink tank liquid level sensor 5 A supply ink tank pressure control means 4 for controlling the water head pressure in the ink tank is configured.

供給インクタンク内の水頭圧とは、インクジェットヘッドのノズル面などを基準としたときの相対的供給水頭圧力を示し、供給インクタンク内の液面の位置が高くなれば大きく、低くなれば小さくなる。供給インクタンク圧力制御手段4の動作としては、供給インクタンク8内の液面高さの変化に応じて、供給インクタンク8内の圧力を、供給インクタンク圧力センサ6と供給インクタンク内圧制御ポンプ7により制御することで、供給インクタンク8内の水頭圧を一定に保つように制御動作する。   The head pressure in the supply ink tank indicates the relative supply head pressure when the nozzle surface of the ink jet head is used as a reference. The head pressure increases as the liquid level in the supply ink tank increases, and decreases as the position decreases. . As the operation of the supply ink tank pressure control means 4, the pressure in the supply ink tank 8 is changed to the supply ink tank pressure sensor 6 and the supply ink tank internal pressure control pump according to the change of the liquid level in the supply ink tank 8. 7 is controlled so as to keep the water head pressure in the supply ink tank 8 constant.

供給インクタンク8内に設けられた供給インク攪拌装置9は、溶液中に固体粒子状部材を分散させた固液混合インクなどにおいて、分散剤の沈降や凝集を防ぐために設けられている。攪拌しなくとも、インクの特性が変化しないようなインクの場合には、供給インク攪拌装置9を設けなくてもよい。   The supply ink stirring device 9 provided in the supply ink tank 8 is provided to prevent sedimentation and aggregation of the dispersant in the solid-liquid mixed ink in which the solid particulate member is dispersed in the solution. In the case of ink that does not change the characteristics of the ink without stirring, the supply ink stirring device 9 may not be provided.

供給インク攪拌装置9は、回転させることでインクを攪拌させるが、回転を早くしすぎるとインク中への気泡発生や供給インクタンク8内の水頭圧制御が不安定となる恐れがある。回転速度は、これらの点を考慮して設定する必要がある。インク物性などによって、インク水頭圧制御やインク吐出動作へ影響を及ぼす場合は、インク水頭圧制御時やインク吐出動作時には、供給インク攪拌装置9を停止させる制御が必要となるケースもある。   The supply ink agitating device 9 agitates the ink by rotating it. However, if the rotation is made too fast, the generation of bubbles in the ink and the control of the head pressure in the supply ink tank 8 may become unstable. The rotational speed needs to be set in consideration of these points. When the ink head pressure control or the ink ejection operation is affected by the ink physical properties, the supply ink stirring device 9 may be required to be stopped during the ink head pressure control or the ink ejection operation.

インク回収系15は、インク供給系10と基本的に同様の構成を有しており、インクを格納する回収インクタンク17,インクを攪拌する回収インク攪拌装置16,回収インクタンク17内のインク圧力を検出する回収インクタンク圧力センサ19,回収インクタンク内の液面高さを検出する回収インクタンク液面センサ20および回収インクタンク内の圧力を制御する回収インクタンク内圧制御ポンプ18および回収インクタンク圧力センサ19と回収インクタンク液面センサ20の検出値に基づいて、回収インクタンク内の水頭圧を制御する回収インクタンク圧力制御手段21により構成される。   The ink recovery system 15 has basically the same configuration as the ink supply system 10, and includes a recovery ink tank 17 that stores ink, a recovery ink stirring device 16 that stirs ink, and an ink pressure in the recovery ink tank 17. Is a recovery ink tank pressure sensor 19 for detecting the liquid level, a recovery ink tank liquid level sensor 20 for detecting a liquid level in the recovery ink tank, a recovery ink tank internal pressure control pump 18 for controlling the pressure in the recovery ink tank, and a recovery ink tank. Based on detection values of the pressure sensor 19 and the recovery ink tank liquid level sensor 20, the recovery ink tank pressure control means 21 controls the head pressure in the recovery ink tank.

インク回収系15もインク供給系10と同様の制御により、回収インクタンク17内の水頭圧を一定に保つように回収インクタンク圧力制御手段21により制御動作する。   The ink recovery system 15 is also controlled by the recovery ink tank pressure control means 21 so as to keep the head pressure in the recovery ink tank 17 constant under the same control as the ink supply system 10.

回収インクタンク17内に設けられた回収インク攪拌装置16も、供給インクタンク8内に設けられた供給インク攪拌装置9と同様の考え方での制御が必要であることは言うまでもない。   It goes without saying that the recovered ink stirring device 16 provided in the recovered ink tank 17 also needs to be controlled in the same way as the supplied ink stirring device 9 provided in the supplied ink tank 8.

次に、実際の塗布動作について説明する。   Next, an actual application operation will be described.

実際の塗布動作においては、供給インクタンク8の水頭圧設定値Psと回収インクタンク17の水頭圧設定Pcを、Ps>Pcとすることで、インクが供給インクタンク8から回収インクタンク17へ流れ始める。このとき、インクジェットヘッド12内の水頭圧Phは、Ps>Ph>Pcとなる。Phは、供給インクタンク8からインクジェットヘッド12内までの圧力損失やインクジェットヘッド12内から回収インクタンク17までの圧力損失の影響を受ける。これらの圧力損失は、管路構成や流速さらにはインク物性などの影響を受ける。   In the actual application operation, the ink head flows from the supply ink tank 8 to the recovery ink tank 17 by setting the water head pressure setting value Ps of the supply ink tank 8 and the water head pressure setting Pc of the recovery ink tank 17 to Ps> Pc. start. At this time, the water head pressure Ph in the inkjet head 12 is Ps> Ph> Pc. Ph is affected by a pressure loss from the supply ink tank 8 to the ink jet head 12 and a pressure loss from the ink jet head 12 to the recovered ink tank 17. These pressure losses are affected by the pipe line configuration, flow velocity, ink physical properties, and the like.

図2は、インクジェット吐出動作をしたときのインクジェットヘッド12内の水頭圧変化を測定した結果の一例である。インクジェットヘッド内の圧力は、吐出動作によって低下するが、その低下度合いは、インクの流量に影響を与える吐出周波数やインクの種類などの影響を受ける。図2中では、低粘度インク,高粘度インク,高粘度固液混合インクにおける吐出周波数3kHzと6kHzでの連続吐出時の水頭差変化を模式的に示した。   FIG. 2 is an example of a result of measuring a change in the water head pressure in the inkjet head 12 when the inkjet discharge operation is performed. The pressure in the ink jet head is lowered by the ejection operation, but the degree of the reduction is affected by the ejection frequency and the ink type that affect the ink flow rate. FIG. 2 schematically shows a change in water head difference during continuous ejection at the ejection frequencies of 3 kHz and 6 kHz in the low viscosity ink, the high viscosity ink, and the high viscosity solid-liquid mixed ink.

インクジェットヘッド12内の圧力変化は、インクの吐出精度や動作に影響を与える。特に、インクジェットヘッド12内の圧力がある程度以上低下すると気泡を巻き込むことなどにより、インクの吐出動作が停止するなどの不具合が生じる。   The pressure change in the inkjet head 12 affects the ink ejection accuracy and operation. In particular, when the pressure in the ink jet head 12 decreases to a certain extent, a problem such as stopping the ink ejection operation occurs due to entrainment of bubbles.

図1で示した本発明の構成では、インクジェットヘッド12にインクジェットヘッド内圧力センサ11を具備することで、インクジェットヘッド12内の圧力を直接検出し、インク供給回収条件制御手段1により供給インクタンク圧力制御手段4および回収インクタンク圧力制御手段21の設定圧力を可変制御することで、吐出周波数やインクの種類に関わらず、インクジェットヘッド12内圧力が適正範囲に保持されるように制御することを可能にしている。   In the configuration of the present invention shown in FIG. 1, the pressure in the inkjet head 12 is directly detected by providing the inkjet head 12 with the inkjet head internal pressure sensor 11, and the ink supply / recovery condition control means 1 supplies the supply ink tank pressure. By variably controlling the set pressures of the control means 4 and the recovered ink tank pressure control means 21, it is possible to control the pressure inside the inkjet head 12 to be maintained within an appropriate range regardless of the ejection frequency and the type of ink. I have to.

インクジェットヘッド12に接続されたインクジェットヘッド内圧力センサ11は、インクジェットヘッド12とともに、回収インクタンク17へのインク回収経路の配管とも三方弁14で接続されている。   The ink jet head pressure sensor 11 connected to the ink jet head 12 is connected to the ink recovery path piping to the recovery ink tank 17 by the three-way valve 14 together with the ink jet head 12.

インクジェットヘッド内圧力センサ11は、インク回収経路の配管と接続を遮断し、インクジェットヘッド12とインクジェットヘッド内圧力センサ11間の流速をゼロにした状態で、圧力測定を実施することが望ましい。   It is desirable that the pressure sensor 11 in the ink-jet head is subjected to pressure measurement in a state in which the connection between the ink recovery path piping and the flow velocity between the ink-jet head 12 and the ink-jet head pressure sensor 11 is zero.

これは、インクジェットヘッド12とインクジェットヘッド内圧力センサ11間に流速がある場合、その接続経路内の圧力損失により、インクジェットヘッド12内の圧力とインクジェットヘッド内圧力センサ11の検出圧力に差が生じ、正確にインクジェットヘッド12内の圧力が測定できないためである。   This is because, when there is a flow velocity between the inkjet head 12 and the inkjet head internal pressure sensor 11, a pressure loss in the connection path causes a difference between the pressure in the inkjet head 12 and the detected pressure of the inkjet head internal pressure sensor 11. This is because the pressure in the inkjet head 12 cannot be measured accurately.

なお、インクジェットヘッド12とインクジェットヘッド内圧力センサ11間の流速の差が1/0以下であれば、測定精度上はゼロとみなして問題は無く、好ましくは、その差が1/100以下の状態で圧力測定をするのがよい。   If the flow velocity difference between the inkjet head 12 and the inkjet head pressure sensor 11 is 1/0 or less, there is no problem in terms of measurement accuracy, and preferably the difference is 1/100 or less. It is better to measure the pressure at

但し、測定しないときに三方弁11を開放することで、インクジェットヘッド12からインクジェットヘッド内圧力センサ11に供給されるインクを回収することができる。これは、溶液中に固体粒子状部材を分散させた固液混合インクなど、分散剤の沈降や凝集などが懸念されるインクでは重要であり、定期的にインクジェットヘッド12とインクジェットヘッド内圧力センサ11間の流路などのインクを循環回収することが必要である。   However, the ink supplied from the inkjet head 12 to the pressure sensor 11 in the inkjet head can be recovered by opening the three-way valve 11 when not measuring. This is important for inks where there is concern about sedimentation or aggregation of the dispersant, such as solid-liquid mixed ink in which solid particulate members are dispersed in a solution, and the inkjet head 12 and inkjet head internal pressure sensor 11 are regularly used. It is necessary to circulate and collect ink such as the flow path between them.

図1の実施例では、インクジェットヘッド内圧力センサ11を回収経路の配管とも三方弁14で接続した構成としているが、これを供給系経路の配管と三方弁で接続した場合も同様の効果を得ることができる。   In the embodiment of FIG. 1, the pressure sensor 11 in the inkjet head is connected to the recovery path pipe by a three-way valve 14, but the same effect can be obtained when this is connected to the supply path pipe by a three-way valve. be able to.

また、インクジェットヘッド12へのインクの供給量や循環量は、使用するインクの分散剤などのインク物性や吐出周波数や吐出間隔などの塗布条件により、最適条件が決まる。この最適なインクの供給量・循環量は、供給インクタンクの制御水頭圧Psと回収インクタンクの制御水頭圧Pcの差によって決定される。   The optimum amount of ink supplied to the inkjet head 12 and the amount of circulation are determined by the ink physical properties such as the dispersant for the ink used and the application conditions such as the discharge frequency and discharge interval. The optimum ink supply / circulation amount is determined by the difference between the control head pressure Ps of the supply ink tank and the control head pressure Pc of the recovered ink tank.

インクジェットヘッド12へのインク循環量を規定の量に制御しつつ、インクジェットヘッド12内の内圧を適正に保つためには、インクジェットヘッド12に配置されたインクジェットヘッド内圧力センサ11の値を一定保つように供給インクタンク8の設定圧力を可変制御するとともに、適正な循環インク流量となるように、供給インクタンク8と回収インクタンク17の圧力設定値の差が一定となるように制御を行う必要がある。図1の本実施例では、インクジェットヘッド12に設けられたインクジェットヘッド内圧力センサ11の検出値を用いて、インク供給回収条件制御手段1が、供給インクタンク8と回収インクタンク17の設定圧力を独立に可変制御することで実現できる。   In order to keep the internal pressure in the ink jet head 12 properly while controlling the ink circulation amount to the ink jet head 12 to a predetermined amount, the value of the pressure sensor 11 in the ink jet head arranged in the ink jet head 12 is kept constant. In addition, it is necessary to variably control the set pressure of the supply ink tank 8 and to perform control so that the difference between the set pressure values of the supply ink tank 8 and the recovered ink tank 17 is constant so that an appropriate circulating ink flow rate is obtained. is there. In the present embodiment of FIG. 1, the ink supply / recovery condition control means 1 uses the detected values of the ink-jet head pressure sensor 11 provided in the ink-jet head 12 to set the set pressures of the supply ink tank 8 and the recovered ink tank 17. This can be realized by independent variable control.

また、インクジェットヘッド12への供給量や循環量は、供給インクタンク8および回収インクタンク17の液面を検出する供給インクタンク液面センサ5と回収インクタンク液面センサ20による液量の変化や吐出動作の制御情報すなわちインクジェットヘッド駆動情報2から検出および算出することができる。インク供給回収条件制御手段1は、これらの情報により、インクジェットヘッド内の圧力制御とインクジェットヘッドへのインク供給量や循環量の制御を正確にするように構成されている。   Further, the supply amount and the circulation amount to the ink jet head 12 are the change in the liquid amount by the supply ink tank liquid level sensor 5 and the recovery ink tank liquid level sensor 20 that detect the liquid levels of the supply ink tank 8 and the recovery ink tank 17. It can be detected and calculated from the control information of the ejection operation, that is, the inkjet head drive information 2. The ink supply / recovery condition control means 1 is configured to accurately control the pressure in the ink jet head and the ink supply amount and the circulation amount to the ink jet head based on these pieces of information.

装置立上げ時や停止時およびメンテナンス時などに、インクジェットヘッド12のノズルなどからのインク漏れを防止するために、インクジェットヘッド12に接続されている供給インクタンク8および回収インクタンク9およびインクジェットヘッド内圧力センサ11などの管路には、開閉弁13が設けられている。   In order to prevent ink leakage from the nozzles of the inkjet head 12 when the apparatus is started up, stopped, or maintained, the supply ink tank 8 and the recovered ink tank 9 connected to the inkjet head 12 and the inside of the inkjet head An opening / closing valve 13 is provided in a pipeline such as the pressure sensor 11.

装置の立上げ前や立上げ工程などの条件では、基本的にこれらの開閉弁を閉鎖することで、インクジェットヘッドに不適切な圧力が付加されることによるノズルからのインクの漏れや空気の吸い込みなどの不具合を防止する。立上げのみならず、インクジェットヘッドやそのノズルのメンテナンス動作や装置の停止シーケンスなどの動作する場合やそれらの動作モードへの移行時も同様である。   In the conditions such as the start-up of the device and the start-up process, basically, these on-off valves are closed to cause ink leakage from the nozzles and air suction due to improper pressure applied to the inkjet head. To prevent malfunctions. The same applies not only to startup, but also to operations such as the maintenance operation of the ink jet head and its nozzles and the stop sequence of the apparatus, and the transition to these operation modes.

メンテナンス動作の一例としては、インクジェットヘッド内圧力センサ11と回収インクタンク17への開閉弁13を閉鎖し、供給インクタンク8の加圧水頭圧を大きくすることで、インクジェットヘッド12のノズルからインクを押出す加圧パージ動作やインクジェットヘッド内圧力センサ11と供給インクタンク8への開閉弁13を閉鎖し、回収インクタンク17の水頭圧を大きく負圧にすることで、ノズルからインクなどを吸出すことでインクジェットヘッド12およびそのノズルのつまりなどを解消する吸引パージなどの動作がある。これらのメンテナンス動作においては、上記のような各開閉弁13の制御動作が必要となる。   As an example of the maintenance operation, the pressure sensor 11 in the inkjet head and the on-off valve 13 to the recovered ink tank 17 are closed, and the pressurized water head pressure in the supply ink tank 8 is increased, so that the ink is pressed from the nozzle of the inkjet head 12. The pressure purge operation to be performed, the ink jet head internal pressure sensor 11 and the on-off valve 13 to the supply ink tank 8 are closed, and the water head pressure of the recovered ink tank 17 is greatly reduced to suck out ink from the nozzles. Thus, there is an operation such as a suction purge for eliminating clogging of the inkjet head 12 and its nozzles. In these maintenance operations, the control operation of each on-off valve 13 as described above is required.

図1の実施例では、供給インクタンク8から回収インクタンク17にインクを循環させながらインクジェットヘッド12による吐出動作を実施できるように構成しているが、インク吐出時に回収インクタンク17に向けてのインク循環流量をゼロにするように、インク供給回収条件制御手段1によって制御することも可能である。この場合、回収インクタンク17の水頭圧設定値を、インクジェットヘッド12の水頭圧と同じにするか回収インクタンク17への管路の開閉弁を閉鎖する。この様にインク吐出時に回収インクタンク17に向けてのインク循環流量をゼロにすることで、より正確なインクジェットヘッド12内の圧力コントロールが可能となる。   In the embodiment shown in FIG. 1, the ink jet head 12 can perform the discharge operation while circulating ink from the supply ink tank 8 to the recovery ink tank 17, but the ink is discharged toward the recovery ink tank 17 at the time of ink discharge. It is also possible to control by the ink supply / recovery condition control means 1 so that the ink circulation flow rate becomes zero. In this case, the water head pressure setting value of the recovered ink tank 17 is set to be the same as the water head pressure of the ink jet head 12 or the on-off valve of the conduit to the recovered ink tank 17 is closed. In this way, by making the ink circulation flow rate toward the recovered ink tank 17 zero during ink ejection, more accurate pressure control within the inkjet head 12 is possible.

また、図1のように、供給インクタンク8から回収インクタンク17にインクを循環させる構成では、インクの利用効率などを考えると、回収インクタンク17に回収されたインクを供給インクタンク8に戻すことが必要である。このために、図1では、回収インクタンク17のインクを供給インクタンク8に戻すためのインク戻ポンプ3を配置している。   Further, as shown in FIG. 1, in the configuration in which ink is circulated from the supply ink tank 8 to the recovery ink tank 17, the ink recovered in the recovery ink tank 17 is returned to the supply ink tank 8 in consideration of the ink use efficiency. It is necessary. For this purpose, in FIG. 1, an ink return pump 3 for returning the ink in the recovered ink tank 17 to the supply ink tank 8 is arranged.

ただし、このインク戻ポンプ3の動作は、インク供給系10およびインク回収系15の水頭値に影響を及ぼすことから、制御精度が低下する可能性がある。インク吐出時のインクジェットヘッド12内の水頭圧を、より高精度に制御するには、インク供給系10およびインク回収系15の水頭値を高精度に制御することが重要である。より高精度な水頭圧制御が必要な場合には、インク吐出時には、インク戻ポンプ3の動作を停止するなどの制御も必要となる。実際の制御シーケンス詳細については、使用するインク物性やインクジェットヘッド12の吐出条件などを考慮して、それぞれ規定する必要がある。   However, since the operation of the ink return pump 3 affects the water head values of the ink supply system 10 and the ink recovery system 15, the control accuracy may be lowered. In order to control the water head pressure in the inkjet head 12 during ink ejection with higher accuracy, it is important to control the water head values of the ink supply system 10 and the ink recovery system 15 with high accuracy. If more precise water head pressure control is required, control such as stopping the operation of the ink return pump 3 is also required during ink ejection. The actual control sequence details must be defined in consideration of the physical properties of the ink to be used, the discharge conditions of the inkjet head 12, and the like.

インクジェット装置は、インクジェットヘッドへの初期インク供給を行う装置立上モード,動作情報に従ってインクジェットヘッドを駆動しインクの吐出動作を行わせる記録モード,インクジェットヘッドの洗浄などのメンテナンスを行うメンテナンスモード,装置停止のためにインクジェットヘッド内のインクを回収する装置停止モードなどの複数の動作モードを有する。これらの各モードにおいて、ヘッド内圧力検出手段,インク流量検出手段,供給インクタンク及び回収インクタンクの液量検出手段のうち少なくとも1つを検出し、供給インクタンク,ヘッド内圧力検出手段,回収インクタンクの各接続配管開閉弁,供給インクタンクの設定圧力,回収インクタンクの設定圧力のうち少なくとも1つを可変制御することが必要であり、従って、本発明のインクジェット装置は、このための動作モード制御手段を具備することが望ましい。   The ink jet device is a device start-up mode that supplies initial ink to the ink jet head, a recording mode that drives the ink jet head in accordance with operation information to perform ink discharge operation, a maintenance mode that performs maintenance such as cleaning of the ink jet head, and device stop Therefore, the apparatus has a plurality of operation modes such as a device stop mode for collecting ink in the ink jet head. In each of these modes, at least one of the head internal pressure detection means, the ink flow rate detection means, the supply ink tank, and the recovery ink tank liquid amount detection means is detected, and the supply ink tank, the head internal pressure detection means, and the recovery ink are detected. It is necessary to variably control at least one of the connection piping on-off valve of the tank, the set pressure of the supply ink tank, and the set pressure of the recovered ink tank. Therefore, the ink jet apparatus according to the present invention has an operation mode for this purpose. It is desirable to have a control means.

図1では、インクジェットヘッド12内の圧力を測定するためのインクジェットヘッド内圧力センサ11が配置されているが、圧力センサを具備しない場合においても、以下の手段により本発明の実施は可能となる。   In FIG. 1, an ink jet head pressure sensor 11 for measuring the pressure in the ink jet head 12 is arranged. However, even when the pressure sensor is not provided, the present invention can be implemented by the following means.

本実施例は、インクジェットヘッド12内の圧力が、インク供給系10やインク回収系15の設定圧力と異なるとともに、変動することに着目してなされたものである。インクジェットヘッド12内の圧力が、インク供給系10やインク回収系15の設定圧力と差が生じるのは、インク供給系管路やインク回収系管路やインクジェットヘッド12内の圧損とそれらを流れるインクの流速によるものである。これらの圧損は、インク物性と管路の性状およびそこを流れる流速に依存する。   In this embodiment, attention is paid to the fact that the pressure in the ink jet head 12 differs from the set pressure of the ink supply system 10 and the ink recovery system 15 and fluctuates. The difference between the pressure in the ink jet head 12 and the set pressure of the ink supply system 10 and the ink recovery system 15 is caused by the pressure loss in the ink supply system pipe, the ink recovery system pipe and the ink jet head 12, and the ink flowing through them. This is due to the flow rate. These pressure losses depend on the ink physical properties and the properties of the conduit and the flow velocity flowing therethrough.

このため、循環するインク流量,吐出されるインク流量やインク物性変化などから、インク供給系10やインク回収系15の設定圧力に対するインクジェットヘッド内の圧力を算出することが可能である。   For this reason, it is possible to calculate the pressure in the ink jet head with respect to the set pressure of the ink supply system 10 and the ink recovery system 15 from the circulating ink flow rate, the ejected ink flow rate, the ink physical property change, and the like.

しかし、インク供給系10やインク回収系15の設定圧力に対するインクジェットヘッド内圧力値は複雑な関数となることから、より正確なインクジェットヘッド内圧力の算定を実現するためには、実際のインク供給系およびインク回収系の設定条件に対するインクジェットヘッド内圧力について、予め多点測定することで、換算マトリックスを作成し、これを参照する方法が有効である。   However, since the ink jet head internal pressure value with respect to the set pressure of the ink supply system 10 and the ink recovery system 15 is a complex function, in order to realize a more accurate calculation of the ink jet head internal pressure, the actual ink supply system In addition, a method of creating a conversion matrix by referring to the multi-point measurement in advance with respect to the pressure inside the inkjet head with respect to the setting conditions of the ink recovery system and referring to this is effective.

図1では、インク供給系10とインク回収系15を備えている。この構成は、凝集や沈降が懸念される固液分散インクなど、非常に取扱いが難しいインクを高精度かつ高安定に吐出するのに適する。   In FIG. 1, an ink supply system 10 and an ink recovery system 15 are provided. This configuration is suitable for ejecting ink that is very difficult to handle, such as solid-liquid dispersed ink, where aggregation or sedimentation is a concern, with high accuracy and high stability.

一液性や低粘度インクなど比較的取扱いの容易なインクにおいては、インクの循環システムなどが不要となる。このような場合、図1の構成におけるインク回収系15は不要となり、インク供給システムの構成が簡単になる。なお、この場合、図1におけるインク供給回収条件制御手段1は、インク供給条件制御手段に置き換えられる。   Ink that is relatively easy to handle, such as one-component or low-viscosity ink, does not require an ink circulation system. In such a case, the ink recovery system 15 in the configuration of FIG. 1 is unnecessary, and the configuration of the ink supply system is simplified. In this case, the ink supply / recovery condition control means 1 in FIG. 1 is replaced with an ink supply condition control means.

このような構成においても、インク吐出条件において、供給インクタンク8からインクジェットヘッド12へのインク流量に差が生じるために、インクジェットヘッド12内の圧力を一定に保持するような供給インクタンクの設定圧力制御が必要であり、インク供給条件制御手段により、供給インクタンク圧力制御手段4の設定圧力を可変制御する。インクジェットヘッド12内の圧力については、インクジェットヘッド12に配置したインクジェットヘッド内圧力センサ11や吐出流量などから算定する方法のいずれの方法も適用することが可能である。   Even in such a configuration, there is a difference in the ink flow rate from the supply ink tank 8 to the inkjet head 12 under the ink discharge conditions, so that the set pressure of the supply ink tank that keeps the pressure in the inkjet head 12 constant. Control is necessary, and the set pressure of the supply ink tank pressure control means 4 is variably controlled by the ink supply condition control means. As for the pressure in the ink jet head 12, any method of calculating from the pressure sensor 11 in the ink jet head arranged in the ink jet head 12 or the discharge flow rate can be applied.

図3に、本発明のインク供給回収システムを搭載したインクジェット装置の全体構成を示す。   FIG. 3 shows the overall configuration of an ink jet apparatus equipped with the ink supply and recovery system of the present invention.

ステージ22の上に、それをまたぐ門型のインクジェットヘッドガイドレール26が配置されている。ステージ22上の移動テーブル23は、門型のインクジェットヘッドガイドレール26をくぐる方向すなわちテーブル移動方向29に移動するように構成されている。   A gate-type inkjet head guide rail 26 straddling the stage 22 is disposed on the stage 22. The moving table 23 on the stage 22 is configured to move in a direction passing through the portal-type inkjet head guide rail 26, that is, in a table moving direction 29.

インクジェットシステム25は、門型ガイドレールに設置され、ステージ22上の移動テーブル23のテーブル移動方向29と直交するインクジェットヘッド移動方向28に移動可能なように構成されている。   The ink jet system 25 is installed on a portal guide rail and is configured to be movable in an ink jet head moving direction 28 orthogonal to the table moving direction 29 of the moving table 23 on the stage 22.

インクジェットシステム25に搭載されたインクジェットヘッド12は、ステージ22の移動テーブル23上に配置された塗布対象基板24に対して、数百μmのギャップで近接設置する。   The ink jet head 12 mounted on the ink jet system 25 is installed close to the application target substrate 24 disposed on the moving table 23 of the stage 22 with a gap of several hundred μm.

供給インクタンク8や回収インクタンク17などのインク供給/回収系は、インクジェットヘッド12の上方に配置されており、インクジェットヘッド12とともに、門型のインクジェットヘッドガイドレール26上をテーブル移動方向29と直交する方向に移動する。   Ink supply / recovery systems such as the supply ink tank 8 and the recovery ink tank 17 are arranged above the ink jet head 12. The ink jet head 12 and the ink jet head guide rail 26 are orthogonal to the table moving direction 29 together with the ink jet head 12. Move in the direction you want.

実際の塗布動作においては、ステージ22の移動テーブル23上に塗布対象基板24を配置し、インクジェットヘッド12を所定の位置へ移動した後に、移動テーブル23を移動しながらインクジェットヘッド12を吐出動作させて塗布を行う。次に、インクジェットヘッド12を次の塗布位置に移動させ、同様の動作を繰返し、移動テーブル23上に固定配置された塗布対象基板24上に、面状塗布動作を行う。   In the actual coating operation, the substrate to be coated 24 is placed on the moving table 23 of the stage 22, and after moving the inkjet head 12 to a predetermined position, the inkjet head 12 is ejected while moving the moving table 23. Apply. Next, the inkjet head 12 is moved to the next application position, the same operation is repeated, and a planar application operation is performed on the application target substrate 24 fixedly arranged on the moving table 23.

図3のステージ22の脇には、本発明のインクジェット装置全体を制御および操作するためのインクジェット装置制御操作ユニット27が配置されている。   Next to the stage 22 in FIG. 3, an ink jet device control operation unit 27 for controlling and operating the entire ink jet device of the present invention is disposed.

本実施例の構成では、上記塗布動作中のインクジェットヘッド12内のインク圧力を厳密に調整可能であることから、凝集や沈降が懸念される固液分散インクをはじめとする各種物性を有するインクを、高精度かつ高安定に吐出可能なインクジェット装置を提供することができる。   In the configuration of this embodiment, since the ink pressure in the inkjet head 12 during the application operation can be strictly adjusted, ink having various physical properties such as solid-liquid dispersed ink, which is a concern about aggregation and sedimentation, is used. In addition, it is possible to provide an ink jet apparatus that can discharge with high accuracy and high stability.

本発明のインクジェット装置におけるインクジェットヘッドとインク供給回収システムの全体構成の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the whole structure of the inkjet head and ink supply collection system in the inkjet apparatus of this invention. インクジェット吐出動作をしたときのインクジェットヘッド内の水頭圧変化を測定した結果の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the result of having measured the water head pressure change in the inkjet head when an inkjet discharge operation | movement was carried out. 本発明のインク供給回収システムを搭載したインクジェット装置の全体構成を示す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of an ink jet apparatus equipped with an ink supply and recovery system of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…インク供給回収条件制御手段、2…インクジェットヘッド駆動情報、3…インク戻ポンプ、4…供給インクタンク圧力制御手段、5…供給インクタンク液面センサ、6…供給インクタンク圧力センサ、7…供給インクタンク内圧制御ポンプ、8…供給インクタンク、9…供給インク攪拌装置、10…インク供給系、11…インクジェットヘッド内圧力センサ、12…インクジェットヘッド、13…開閉弁、14…三方弁、15…インク回収系、16…回収インク攪拌装置、17…回収インクタンク、18…回収インクタンク内圧制御ポンプ、19…回収インクタンク圧力センサ、20…回収インクタンク液面センサ、21…回収インクタンク圧力制御手段、22…ステージ、23…移動テーブル、24…塗布対象基板、25…インクジェットシステム、26…門型のインクジェットヘッドガイドレール、27…インクジェット装置制御操作ユニット、28…インクジェットヘッド移動方向、29…テーブル移動方向。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ink supply collection condition control means, 2 ... Inkjet head drive information, 3 ... Ink return pump, 4 ... Supply ink tank pressure control means, 5 ... Supply ink tank liquid level sensor, 6 ... Supply ink tank pressure sensor, 7 ... Supply ink tank internal pressure control pump, 8 ... Supply ink tank, 9 ... Supply ink stirring device, 10 ... Ink supply system, 11 ... Inkjet head internal pressure sensor, 12 ... Inkjet head, 13 ... Open / close valve, 14 ... Three-way valve, 15 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Ink collection system, 16 ... Collected ink stirring device, 17 ... Collected ink tank, 18 ... Collected ink tank internal pressure control pump, 19 ... Collected ink tank pressure sensor, 20 ... Collected ink tank liquid level sensor, 21 ... Collected ink tank pressure Control means, 22 ... stage, 23 ... moving table, 24 ... substrate to be coated, 25 ... ink jet Collection system, 26 ... Gate inkjet head guide rail, 27 ... inkjet device control operation unit, 28 ... inkjet head moving direction, 29 ... table moving direction.

Claims (12)

インクを吐出するインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドに配管接続され、該インクジェットヘッドに供給するインクを貯留する供給インクタンクとを具備するインクジェット装置において、該供給インクタンク内の圧力を設定値に保持する供給インクタンク圧力制御手段と、該インクジェットヘッドのヘッド内のインク流路における圧力を検出するヘッド内圧力検出手段と、該ヘッド内圧力検出手段の検出値により該供給インクタンク圧力制御手段の圧力設定値を制御するインク供給条件制御手段を備えたことを特徴とするインクジェット装置。   In an inkjet apparatus including an inkjet head that ejects ink and a supply ink tank that is connected to the inkjet head and stores ink supplied to the inkjet head, the pressure in the supply ink tank is maintained at a set value. Supply ink tank pressure control means, head internal pressure detection means for detecting the pressure in the ink flow path in the head of the inkjet head, and pressure setting of the supply ink tank pressure control means based on the detection value of the head internal pressure detection means An ink jet apparatus comprising ink supply condition control means for controlling a value. インクを吐出するインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドに配管接続され、該インクジェットヘッドに供給するインクを貯留する供給インクタンクとを具備するインクジェット装置において、該供給インクタンク内の圧力を設定値に保持する供給インクタンク圧力制御手段と、該インクジェットヘッドのヘッド内のインク流路における圧力を検出するヘッド内圧力検出手段と、該インクジェットヘッドに配管接続され、該インクジェットヘッド内のインクを回収し、その回収したインクを貯留する回収インクタンクと、該回収インクタンク内の圧力を設定値に保持する回収インクタンク圧力制御手段と、該ヘッド内圧力検出手段の検出値により該供給インクタンク圧力制御手段及び該回収インクタンク圧力制御手段の設定値を制御するインク供給回収条件制御手段を備えたことを特徴とするインクジェット装置。   In an inkjet apparatus including an inkjet head that ejects ink and a supply ink tank that is connected to the inkjet head and stores ink supplied to the inkjet head, the pressure in the supply ink tank is maintained at a set value. Supply ink tank pressure control means, head internal pressure detection means for detecting the pressure in the ink flow path in the head of the ink jet head, and piping connected to the ink jet head, recover the ink in the ink jet head, and recover the ink A collected ink tank for storing the collected ink, a collected ink tank pressure control means for holding the pressure in the collected ink tank at a set value, a supply ink tank pressure control means and a pressure value detected by the pressure detection means in the head. Controls the set value of the recovered ink tank pressure control means Jet apparatus characterized by comprising an ink supply recovery condition control means that. 請求項1又は2に記載のインクジェット装置において、該ヘッド内圧力検出手段が該インクジェットヘッドと配管接続された圧力センサであって、該インクジェットヘッドと該圧力センサ間のインク流速がほぼゼロの状態で圧力を検出するように構成されていることを特徴とするインクジェット装置。   3. The ink jet apparatus according to claim 1 or 2, wherein the pressure detecting means in the head is a pressure sensor connected to the ink jet head by piping, and the ink flow rate between the ink jet head and the pressure sensor is substantially zero. An ink jet apparatus configured to detect pressure. 請求項1に記載のインクジェット装置において、該ヘッド内圧力検出手段が、該供給インクタンク圧力制御手段の設定圧力と、該インクジェットヘッドにおける単位時間当たりの吐出インク量またはヘッドのインク吐出条件,該インクジェットヘッドへのインク供給流量のうち少なくとも1つの値とを用いて、該インクジェットヘッド内の圧力値を算定するものであることを特徴とするインクジェット装置。   2. The ink jet apparatus according to claim 1, wherein the head internal pressure detection means includes a set pressure of the supply ink tank pressure control means, an ink discharge amount per unit time in the ink jet head or an ink discharge condition of the head, the ink jet An ink jet apparatus for calculating a pressure value in an ink jet head using at least one value of an ink supply flow rate to the head. 請求項2に記載のインクジェット装置において、該ヘッド内圧力検出手段が、該供給インクタンク圧力制御手段と該回収インクタンク圧力制御手段のそれぞれの設定圧力と、該インクジェットヘッドにおける単位時間当たりの吐出インク量またはヘッドのインク吐出条件,該インクジェットヘッドへのインク供給流量及びインク回収流量のうち少なくとも1つの値とを用いて、該インクジェットヘッド内の圧力値を算定するものであることを特徴とするインクジェット装置。   3. The ink jet apparatus according to claim 2, wherein the head internal pressure detection means includes a set pressure of each of the supply ink tank pressure control means and the recovered ink tank pressure control means, and a discharge ink per unit time in the ink jet head. The pressure value in the ink jet head is calculated using at least one of an amount or an ink discharge condition of the head, an ink supply flow rate to the ink jet head, and an ink recovery flow rate. apparatus. 請求項2に記載のインクジェット装置において、該供給インクタンクから該インクジェットヘッドへのインク供給流量もしくは、該インクジェットヘッドから該回収インクタンクへのインク回収流量のうち少なくとも1つを検出可能なインク流量検出手段を備えたことを特徴とするインクジェット装置。   3. The ink flow rate detection method according to claim 2, wherein at least one of an ink supply flow rate from the supply ink tank to the inkjet head and an ink recovery flow rate from the inkjet head to the recovery ink tank can be detected. An ink jet apparatus comprising means. 請求項2に記載のインクジェット装置において、該回収インクタンクから該供給インクタンクに向かってインクを戻すためのインク戻し搬送経路および戻し搬送ポンプを備えたことを特徴とするインクジェット装置。   3. The ink jet apparatus according to claim 2, further comprising an ink return transport path and a return transport pump for returning ink from the recovered ink tank toward the supply ink tank. 請求項1に記載のインクジェット装置において、該供給インクタンクのタンク内のインク液面高さ,インク液量もしくはインク液重量のうち少なくとも1つを検出可能な検出手段を備えたことを特徴とするインクジェット装置。   2. The ink jet apparatus according to claim 1, further comprising detection means capable of detecting at least one of an ink liquid surface height, an ink liquid amount and an ink liquid weight in the tank of the supply ink tank. Inkjet device. 請求項2に記載のインクジェット装置において、該供給インクタンクと該回収インクタンクのタンク内のインク液面高さ,インク液量もしくはインク液重量のうち少なくとも1つを検出可能な検出手段を備えたことを特徴とするインクジェット装置。   3. The ink jet apparatus according to claim 2, further comprising detection means capable of detecting at least one of the height of ink liquid level, the amount of ink liquid, and the weight of ink liquid in the tank of the supply ink tank and the recovered ink tank. An inkjet apparatus characterized by that. 請求項1に記載のインクジェット装置において、該インクジェットヘッドに配管接続された該供給インクタンクと該ヘッド内圧力検出手段のうち少なくとも一方の管路に、配管の開閉可能な開閉弁を有することを特徴とするインクジェット装置。   2. The ink jet apparatus according to claim 1, wherein an opening / closing valve capable of opening and closing the pipe is provided in at least one of the supply ink tank connected to the ink jet head and the pressure detecting means in the head. An inkjet apparatus. 請求項2に記載のインクジェット装置において、該インクジェットヘッドに配管接続された該供給インクタンク,該ヘッド内圧力検出手段及び該回収インクタンクのうち少なくとも一方の管路に、配管の開閉可能な開閉弁を有することを特徴とするインクジェット装置。   3. An on-off valve capable of opening and closing a pipe in at least one of the supply ink tank, the head internal pressure detection means, and the recovered ink tank connected to the ink jet head by piping. An inkjet apparatus comprising: 請求項1又は2に記載のインクジェット装置において、用いられるインクは溶液中に固体粒子状部材を分散させた固液混合インクであることを特徴とするインクジェット装置。   The ink jet apparatus according to claim 1 or 2, wherein the ink used is a solid-liquid mixed ink in which solid particulate members are dispersed in a solution.
JP2007136836A 2007-05-23 2007-05-23 Ink jet device Pending JP2008289983A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007136836A JP2008289983A (en) 2007-05-23 2007-05-23 Ink jet device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007136836A JP2008289983A (en) 2007-05-23 2007-05-23 Ink jet device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008289983A true JP2008289983A (en) 2008-12-04

Family

ID=40165271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007136836A Pending JP2008289983A (en) 2007-05-23 2007-05-23 Ink jet device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008289983A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012526030A (en) * 2009-05-11 2012-10-25 カーハーエス・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Printing system for printing on containers such as bottles and printing apparatus equipped with such a printing system
US9827772B2 (en) 2015-09-03 2017-11-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Inkjet device and inkjet method in which an ink is discharged while being circulated
JP2019107621A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 武蔵エンジニアリング株式会社 Droplet discharge device and droplet discharge method
WO2021040005A1 (en) 2019-08-30 2021-03-04 京セラ株式会社 Circulation device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012526030A (en) * 2009-05-11 2012-10-25 カーハーエス・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング Printing system for printing on containers such as bottles and printing apparatus equipped with such a printing system
US9827772B2 (en) 2015-09-03 2017-11-28 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Inkjet device and inkjet method in which an ink is discharged while being circulated
JP2019107621A (en) * 2017-12-19 2019-07-04 武蔵エンジニアリング株式会社 Droplet discharge device and droplet discharge method
US11338589B2 (en) 2017-12-19 2022-05-24 Musashi Engineering, Inc. Droplet ejection device and droplet ejection method
WO2021040005A1 (en) 2019-08-30 2021-03-04 京セラ株式会社 Circulation device
CN114302772A (en) * 2019-08-30 2022-04-08 京瓷株式会社 Circulation device
US11850868B2 (en) 2019-08-30 2023-12-26 Kyocera Corporation Circulation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8205973B2 (en) Ink jet recording apparatus, ink supplying mechanism and ink jet recording method
US8039059B2 (en) Method for manufacturing product
EP1938994B1 (en) Ink degassing for circulating ink supply systems in ink jet printers
JP2806987B2 (en) Ink supply device for inkjet printer
US20210187961A1 (en) Printing apparatus and corresponding method
JP2012096524A (en) Circulation type inkjet apparatus
US9616674B2 (en) Ink circuit for pigment inks
US20090040248A1 (en) Inkjet recording apparatus
JP2008289983A (en) Ink jet device
JP2011000861A (en) Stopping processing method for inkjet recorder
JP4336725B2 (en) Ink jet apparatus and control method thereof
US10611171B2 (en) Device and method for ink supply in digital printing
US8783827B2 (en) Fluid ejecting apparatus
JP2009195776A (en) Inkjet recording device
WO2019091184A1 (en) Ink path of ceramic inkjet printer, and printer
JP2006205554A (en) Inkjet recorder
JP2006103016A (en) Continuous inkjet recording apparatus
KR102339326B1 (en) Ink circulation supply system for ink-jet printer
JP2006240158A (en) Liquid ejection method and apparatus
WO2012137523A1 (en) Ink jet recording device
JP2004141857A (en) Nozzle apparatus with built-in valve, printer head, printer, and dispensing device
JP4912999B2 (en) Ink jet device and method of operating ink jet device
EP2631074B1 (en) Apparatus and method for pressure regulation
US20240075749A1 (en) Ink supply system and ink supply method for digital printing
JP2009109622A (en) Ink supply apparatus