JP2009248513A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【要 約】
【課題】吐出液の溶存気体濃度を低コストで低下させることができる技術を提供する。
【解決手段】この印刷装置１０では、インクジェットヘッド１５に吐出液を供給する供給タンク１４と、吐出液が蓄液されたメインタンク１１との間を接続する主配管２５ａに脱気装置１６を設け、脱気装置１６で脱気された吐出液が供給タンク１４に供給されており、切替バルブ３０によって脱気された吐出液を補助タンク１２に移動させる。メインタンク１１の吐出液が補助タンク１２に移動されると、補助タンク１２の吐出液は、戻り配管２５ｂを通してメインタンク１１に戻す。吐出液は脱気装置１６を通過するたびに溶存気体濃度を低下させることができる。メインタンク１１に溶存気体濃度測定装置２３を接続し、測定値が基準値以下になるまで繰り返し脱気装置１６を通過させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット印刷装置の技術分野に係り、特に、吐出液中の溶存気体を除去する技術に関する。

液晶表示装置のスペーサの散布やカラーフィルタの作成に、インクジェット方式の印刷装置が用いられている。

図２の符号１１０は従来技術の印刷装置であり、メインタンク１１１内に吐出液１０５が蓄液されている。
メインタンク１１１は供給タンク１１４に接続されている。
メインタンク１１１と供給タンク１１４は、ガス供給系１２１と真空排気系１３１にそれぞれ接続されており、真空排気系１３１によって供給タンク１１４の内部を減圧しながら、ガス供給系１２１から供給される圧送ガスによってメインタンク１１１の内部を昇圧すると、メインタンク１１１内部の吐出液は、供給タンク１１４に圧送されるようになっている。

供給タンク１１４は、インクジェットヘッド１１５に接続されており、供給タンク１１４からインクジェットヘッド１１５に吐出液が供給される。インクジェットヘッド１１５の底面には吐出孔が設けられており、インクジェットヘッド１１５の内部には、吐出孔毎に圧電素子が設けられている。

インクジェットヘッド１１５を印刷対象物上に配置し、インクジェットヘッド１１５の内部に吐出液を流しながら圧電素子に電圧を印加すると、吐出孔から吐出液が吐出され、印刷対象物に着弾すると印刷が行なわれる。

図中、符号１３４は廃液トレイであり、ノズル孔をクリーニングする際には、インクジェットヘッド１１５を廃液トレイ１３４上に配置し、ノズル孔から吐出液を吐出する。
廃液トレイ１３４に着弾した吐出液は廃液タンク１１３に蓄液される。
吐出液には気体が溶存しており、溶存濃度が高いとインクジェットヘッド１１５中で気泡が発生し、吐出液の正常な吐出が行なえなくなる。

この印刷装置１１０ではメインタンク１１１と供給タンク１１４とを接続する主配管１２５に脱気装置１１６が設けられており、脱気ポンプ１５３によって脱気装置１１６内を真空排気すると、メインタンク１１１から供給タンク１１４に移動する吐出液が脱気装置１１６の内部を通過する際に溶存気体が真空脱泡され、供給タンク１１４に供給される吐出液の溶存気体濃度が低下するようになっている。

しかし、メインタンク１１１の内部の吐出液が長時間蓄液されたままの状態であると、吐出液中の溶存気体濃度が上昇し、脱気装置１１６では十分脱気できなくなる。
脱気装置１１６を大型化したり、メインタンク１１１内部の吐出液を廃棄すれば上記問題は解決し得るが、コスト高になってしまう。
特開２００５−２３１３５１号公報

本発明の課題は上記のような溶存気体濃度を低コストで低下させることができる技術を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、吐出液を蓄液するメインタンクと、インクジェットヘッドに前記吐出液を供給する供給タンクとを接続する主配管の途中に脱気装置を設けたインクジェット印刷装置であって、前記脱気装置と前記供給タンクの間に分岐配管を接続し、切替バルブの切替によって、前記脱気装置内を通過した前記吐出液を前記分岐配管内を流して補助タンクに移動可能に構成し、前記補助タンクと前記メインタンクの間に戻り配管を設けて、前記補助タンク内の前記吐出液を前記メインタンク内に移動できるように構成された印刷装置である。
また、本発明は、ガス導入系と大気開放系とを有し、前記メインタンクと前記補助タンクはそれぞれ前記ガス導入系と前記大気開放系に接続され、内部を大気に接続する開放状態と、前記ガス導入系から内部に圧送気体を導入する昇圧状態にもできるように構成された印刷装置である。
また、本発明は、前記メインタンクには、溶存気体濃度測定装置が設けられた印刷装置である。
また、本発明は、前記溶存気体濃度測定装置の測定値が予め設定された基準値以下になるまで、前記吐出液は前記メインタンクから前記補助タンクに向けて、前記脱気装置を通って繰り返し移動するように構成された印刷装置である。

溶存気体による気泡の発生を防止し、吐出液の吐出ミスを低コストで減少させることができる。

図１は本発明の印刷装置１０の、特に吐出液循環系の一例を示している。
この印刷装置１０は、メインタンク１１と、補助タンク１２と、廃液タンク１３と、供給タンク１４とを有している。
印刷装置１０の外部には、ガス供給系２１と大気開放系３１が配置されている。

ガス供給系２１には、ガス供給配管２８の一端が接続されており、ガス供給配管２８の他端は分岐され、メインタンク１１と、補助タンク１２と、廃液タンク１３と、供給タンク１４の天井にそれぞれ接続されている。
ガス供給配管２８のガス供給系２１と各タンク１１〜１４の間の位置には、開閉バルブがそれぞれ設けられている。

ガス供給系２１には、圧力ガスが充填されたガスボンベ３６と流量制御装置３７が配置されており、所望位置の開閉バルブを開けると、ガス供給系２１から、所望のタンク１１〜１４に、流量制御しながら圧力ガス(ここではＮ₂ガス)を供給できるように構成されている。
各タンク１１〜１４の内部は密閉されており、その状態圧力ガスが供給されると、各タンク１１〜１４の内部圧力は大気圧よりも高圧に昇圧される。

供給タンク１４の天井には真空排気系３２も接続されており、ガス供給系２１との間の開閉バルブを閉じた状態で真空排気系３２内に配置された真空ポンプ３４を動作させると、供給タンク１４の内部は大気圧よりも低圧に減圧される。

メインタンク１１と、補助タンク１２と、廃液タンク１３には、底面付近まで主配管２５ａの一端と、戻り配管２５ｂの一端と、回収配管２５ｃの一端とがそれぞれ挿入されている。主配管２５ａと戻り配管２５ｂの他端は、底面付近まで供給タンク１４とメインタンク１１の内部にそれぞれ挿入され、回収配管２５ｃの他端は大気に開放されている。

供給タンク１４の内部に吐出液を配置し、吐出液の液面が主配管２５ａの端部よりも上方に位置させた状態で、供給タンク１４内部を減圧しながらメインタンク１１の内部を昇圧させ、主配管２５ａに設けられた開閉バルブを開けると、メインタンク１１内部の吐出液は供給タンク１４に移動される。
主配管２５ａのメインタンク１１と供給タンク１４の間の位置には脱気装置１６が設けられている。

脱気装置１６は、筺体５１と、筺体５１の内部に配置された中空糸５２を有しており、脱気装置１６の内部を通過する吐出液は中空糸５２の内部を流れるようにされている。
筺体５１には脱気ポンプ(真空ポンプ)５３が接続されており、脱気ポンプ５３によって筺体５１の内部を真空排気し、中空糸５２の周囲を減圧雰囲気にすると、中空糸５２内を流れる吐出液中の溶存気体が中空糸５２の外部に放出され、脱気装置１６内を通過した吐出液は脱気される。この脱気された吐出液が供給タンク１４に供給される。

供給タンク１４の底面には供給配管２６の一端が接続されている。供給配管２６の他端はインクジェットヘッド１５に接続されており、供給タンク１４の内部に吐出液を配置し、供給配管２６に設けられた開閉バルブを開けると、供給タンク１４内部の吐出液は供給配管２６を通ってインクジェットヘッド１５に供給される。

インクジェットヘッド１５の底面には微小な吐出孔が複数形成されており、インクジェットヘッドの内部は大気と連通されている。供給タンク１４の内部圧力が大気圧であると、インクジェットヘッド１５内部の吐出液は自重によって吐出孔から漏出するが、真空排気系３２にはレギュレータ３５が設けられており、供給タンク１４内部は所定の減圧圧力に制御されており、供給タンク１４の吸引力が重力と釣り合い、吐出孔から吐出液が漏出しないようになる。

インクジェットヘッド１５の内部には吐出用素子(ここでは圧電素子)が設けられており、吐出孔から吐出液が漏出しない状態で、供給タンク１４からインクジェットヘッド１５に吐出液を供給しながら吐出用素子を動作させると、所定体積の吐出液が吐出孔から吐出される。
このとき、インクジェットヘッド１５を印刷対象物上に配置しておくと、吐出された吐出液は印刷対象物の表面に着弾し、印刷対象物への印刷が行なわれる。

図１では、インクジェットヘッド１５は廃液トレイ３３の上方に配置されており、クリーニングのためにこの状態で吐出液を吐出させると廃液トレイ３３上に着弾する。着弾した吐出液は廃液トレイ３３から廃液タンク１３に移動し、廃液タンク１３に蓄液される。
また、インクジェットヘッド１５の内部を流れた吐出液は廃液タンク１３に流入し、廃液タンク１３に蓄液される。

蓄液された吐出液は、回収配管２５ｃに設けられた開閉バルブを開け、廃液タンク１３内部を昇圧させると、回収配管２５ｃを通って廃液タンク１３の外部に圧送され、他の容器で受液することで回収することができる。

主配管２５ａの脱気装置１６と供給タンク１４との間の位置には分岐配管２７の一端が接続されている。この分岐配管２７の他端は補助タンク１２の内部に挿入され、端部が底面付近に配置されている。

他方、メインタンク１１と、補助タンク１２と、廃液タンク１３の天井には、一端が大気開放系３１に接続された開放配管２９の他端がそれぞれ接続されている。
開放配管２９の、各タンク１１〜１３と大気開放系３１との間の位置には開閉バルブがそれぞれ設けられており、その開閉バルブを開けると、各タンク１１〜１３内部の吐出液の液面よりも上部の空間が、開放配管２９によって大気に接続される。図中、符号３８は、開放配管２９を流れる気体の流量を制御する流量制御装置であり、符号３９は大気への開放端を表わしている。

主配管２５ａと分岐配管２７の接続部分には切替バルブ３０が設けられており、該切替バルブ３０を切り替えることにより、主配管２５ａによるメインタンク１１の接続先を、供給タンク１４と補助タンク１２のいずれか一方に選択でき、切替バルブ３０と供給タンク１４との間のバルブを閉鎖し、メインタンク１１内部を密閉できるようにされている。

メインタンク１１の吐出液供給先を供給タンク１４から補助タンク１２に変更し、補助タンク１２の内部を大気に開放し、メインタンク１１の内部を昇圧すると、メインタンク１１内部の吐出液は、主配管２５ａにより、脱気装置１６を通って補助タンクに移動する。

このとき、脱気装置１６に接続された脱気ポンプ５３を動作させておくと、メインタンク１１の吐出液は脱気されて補助タンク１２に移動し、補助タンク１２の内部では、吐出液の液面が戻り配管２５ｂの端部よりも上方に位置する。

メインタンク１１内の吐出液が補助タンク１２に移動された後、次に、切替バルブ３０によって主配管２５ａによるメインタンク１１の接続先を閉鎖しておき、開放配管２９によってメインタンク１１の内部を大気に開放し、補助タンク１２の内部を大気と遮断してガス導入系２１に接続し、ガス導入系２１によって補助タンク１２の内部を昇圧すると、補助タンク１２内部の吐出液は、戻り配管２５ｂを通ってメインタンク１１に移動する。

補助タンク１２内の吐出液がメインタンク１１の内部に移動した後、次に、切替バルブ３０によってメインタンク１１の接続先を補助タンク１２にし、上記と同じ手順で補助タンク１２の内部を大気に開放し、メインタンク１１の内部を昇圧すると、メインタンク１１内部の吐出液は、脱気装置１６で脱気されて補助タンク１２に移動される。

このように、吐出液をメインタンク１１から補助タンク１２に移動させ、次いで、補助タンク１２からメインタンク１１に戻す工程を繰り返し行なうことで、同じ吐出液に対して複数回の脱気処理が行なわれ、脱気処理を行なう毎に吐出液の溶存気体濃度を低下させることができる。

メインタンク１１には溶存気体濃度測定装置２３が設けられており、メインタンク１１内部の吐出液の溶存気体を測定できるように構成されている(特に、溶存酸素濃度を測定できるようにされている)。
溶存気体濃度測定装置２３は制御装置２４に接続されている。

真空排気系３２、脱気ポンプ５３、切替バルブ３０、各開閉バルブやインクジェットヘッド１５の動作は制御装置２４によって制御されており、脱気しながら吐出液をメインタンク１１と補助タンク１２の間で繰り返し移動させる際に、溶存気体濃度測定装置２３によって吐出液の溶存気体濃度を測定し、測定値が制御装置２４内に予め設定された基準値以下になったところで移動を終了させ、メインタンク１１から供給タンク１４に吐出液を供給する。

従って、供給タンク１４に溶存気体が高濃度で含有される吐出液は供給されず、インクジェットヘッド１５の内部で溶存気体による気泡が発生を抑制することができる。
なお、本発明で用いられる吐出液は主成分が有機溶剤であり、顔料や微小粒子(スペーサ)が分散されている。吐出液は、モータを使用しない圧送で移動されるので、スペーサ等が圧砕される恐れはない。

上記実施例では、吐出用素子として圧電素子を用いたが、発熱素子を用いて熱膨張した気泡で吐出液を吐出しても良い。
上記実施例では基準値よりも溶存気体濃度が低下したところで吐出液を供給タンク１４に供給したが、基準値以下であっても溶存気体濃度が最低値(最低値＜基準値)よりも低下した場合には、供給タンク１４に吐出液が供給されないようにすることもできる。

本発明の印刷装置を説明するための図 従来技術の印刷装置を説明するための図

符号の説明

１０……印刷装置
１１……メインタンク
１２……補助タンク
１４……供給タンク
１５……インクジェットヘッド
１６……脱気装置
２１……ガス供給系
２３……溶存気体濃度測定装置
２５ａ……主配管
２５ｂ……戻り配管
２７……分岐配管
３０……切替バルブ
３１……大気開放系

Claims (4)

1. 吐出液を蓄液するメインタンクと、インクジェットヘッドに前記吐出液を供給する供給タンクとを接続する主配管の途中に脱気装置を設けたインクジェット印刷装置であって、
   前記脱気装置と前記供給タンクの間に分岐配管を接続し、切替バルブの切替によって、前記脱気装置内を通過した前記吐出液を前記分岐配管内を流して補助タンクに移動可能に構成し、
   前記補助タンクと前記メインタンクの間に戻り配管を設けて、前記補助タンク内の前記吐出液を前記メインタンク内に移動できるように構成された印刷装置。
2. ガス導入系と大気開放系とを有し、
   前記メインタンクと前記補助タンクはそれぞれ前記ガス導入系と前記大気開放系に接続され、内部を大気に接続する開放状態と、前記ガス導入系から内部に圧送気体を導入する昇圧状態にもできるように構成された請求項１記載の印刷装置。
3. 前記メインタンクには、溶存気体濃度測定装置が設けられた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の印刷装置。
4. 前記溶存気体濃度測定装置の測定値が予め設定された基準値以下になるまで、前記吐出液は前記メインタンクから前記補助タンクに向けて、前記脱気装置を通って繰り返し移動するように構成された請求項３記載の印刷装置。

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