JP2013223867A - 吸引装置およびこれを備えた液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる吸引圧力による吸引処理を行うことができると共に、構造の単純化等した吸引装置等を提供すること。
【解決手段】機能液別のｍ種の機能液滴吐出ヘッドに対応する機能液別のｍ種のキャップ８１をキャッププレートに組み込んだｎ台のヘッドユニットに対応するｎ台のキャップユニット７１と、キャップユニット単位で離接動作させる離接機構と、キャップユニット単位で各キャップから機能液を吸引すると共に、各々吸引圧力が異なるｐ台の吸引手段と、上流側を各キャップに接続されたｍ×ｎ本の個別吸引流路９３と、下流側を各吸引手段に接続されたｐ本の主吸引流路９８と、ｍ×ｎ本の個別吸引流路９３を合流させて、合流後の流路をｐ本の主吸引流路９８に対し選択的に連通させる合流流路系と、を備えている。
【選択図】図８

Description

本発明は、機能液別の複数のインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドのノズル面に対し、離接して機能液を吸引する吸引装置およびこれを備えた液滴吐出装置に関する。

従来、１２個の機能液滴吐出ヘッドを搭載した７台のキャリッジユニットに対応して、１２個のキャップを搭載した７台の吸引ユニットを備えた吸引装置が知られている（特許文献１参照）。各吸引装置は、１２個のキャップをキャッププレートに搭載したキャップユニットと、キャッププレートを介して１２個のキャップを１２個の機能液滴吐出ヘッドに対し離接させる離接機構と、１２個のキャップに連なる廃液タンクと、二次側を廃液タンクに接続して廃液タンクに吸引圧力を作用させるエジェクタと、１２個のキャップと廃液タンクを接続する吸引チューブと、を備えている。
この吸引装置では、各キャップを各機能液滴吐出ヘッドに密接させておいて、一次側に圧縮エアーを導入するようにしてエジェクタを駆動すると、廃液タンクのタンク内および吸引流路が負圧になり、１２個のキャップを介して１２個の機能液滴吐出ヘッドから機能液の吸引が行われる。また、各キャップを各機能液滴吐出ヘッドから僅かに離間させておいて、各機能液滴吐出ヘッドの捨て吐出（フラッシング）を行わせながらエジェクタを駆動することで、捨て吐出を受け得るようになっている。このように、２つの機能により、１２個の機能液滴吐出ヘッドの機能維持および機能回復が行われる。

特開２００５−２５４７９８号公報

このような従来の吸引装置では、７台の吸引ユニットがそれぞれ独立しているため、単一の廃液タンクおよび単一のエジェクタが、独立して設けられている。このため、スペース効率が悪化すると共に構造が複雑になる問題があった。
この場合、７台の吸引装置の廃液タンクおよびエジェクタを単一のものに統合すれば、かかる問題は解消される。しかし、多数の吐出ノズルから機能液を吸引する吸引圧力と、キャップに吐出された機能液を吸引する吸引圧力とでは、前者が高く後者が低いため、上記の構成では、吸引を行う吸引装置と捨て吐出を受ける吸引装置とが混在する運転方法をとる場合、両作業を同時に実施することが不可能になってしまう。また、吸引圧力を高低切り替えるにしても、設定圧力が安定するまで時間がかかるため、効率良く吸引を行うことができない。

本発明は、キャップユニット単位で、異なる吸引圧力による吸引処理を自在に行うことができると共に、スペース効率の向上および構造の単純化を図ることができる吸引装置およびこれを備えた液滴吐出装置を提供することを課題としている。

本発明の吸引装置は、機能液別の複数種のインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドのノズル面に対し、離接して機能液を吸引する吸引装置であって、機能液別の複数種の機能液滴吐出ヘッドに対応する機能液別の複数種のキャップを搭載したキャップユニットと、各キャップを、キャップユニット単位で離接動作させる離接機構と、キャップユニット単位で各キャップから機能液を吸引すると共に、各々吸引圧力が異なる複数台の吸引手段と、上流側を各キャップに接続された複数の個別吸引流路と、下流側を各吸引手段に接続された複数の主吸引流路と、複数の個別吸引流路と複数の主吸引流路との間に介設され、複数の個別吸引流路を合流させると共に、合流後の流路を複数の主吸引流路に対し選択的に連通させる合流流路系と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、合流流路系により、機能液の種類別に個別吸引流路を合流できると共に、合流後の個別吸引流路を複数の主吸引流路に対し選択的に連通させることで、任意の１の吸引手段に選択的に連通させることができる。すなわち、吸引手段と同数の主吸引流路が設けられ、任意の主吸引流路を選択することで、高圧または低圧の吸引手段を選択することができるため、所望の吸引圧力による吸引処理を自在に実施することができる。また、個別吸引流路を合流して、各吸引手段に繋がる主吸引流路と連通させることができるため、個別吸引流路ごとに吸引手段を設ける場合に比して、その数を少なくすることができ、スペース効率の向上および構造の単純化を図ることができる。

また、他の吸引装置は、機能液別のｍ種（ｍは複数）のインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドをキャリッジに搭載したヘッドユニットのｎ台（ｎは複数）に対応して設けられ、各機能液滴吐出ヘッドのノズル面に離接して機能液を吸引する吸引装置であって、機能液別のｍ種の機能液滴吐出ヘッドに対応する機能液別のｍ種のキャップをキャッププレートに組み込んだ、ｎ台のヘッドユニットに対応するｎ台のキャップユニットと、キャッププレートを介して各キャップを、キャップユニット単位で離接動作させる離接機構と、キャップユニット単位で各キャップから機能液を吸引すると共に、各々吸引圧力が異なるｐ台（ｐは複数）の吸引手段と、上流側を各キャップに接続されたｍ×ｎ本の個別吸引流路と、下流側を各吸引手段に接続されたｐ本の主吸引流路と、ｍ×ｎ本の個別吸引流路とｐ本の主吸引流路との間に介設され、ｍ×ｎ本の個別吸引流路を合流させると共に、合流後の流路をｐ本の主吸引流路に対し選択的に連通させる合流流路系と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、ｍ×ｎ本の個別吸引流路を、合流流路系により、ｐ本の主吸引流路に合流させることができる。また、ｐ本の主吸引流路を選択することで、任意の１の吸引手段に選択的に連通させることができる。これにより、複数の機能液滴吐出ヘッドに対し、複数のキャップユニットを介して、同時並行的に異なる吸引圧力による吸引処理を実施でき、機能液滴吐出ヘッドの機能維持および機能回復を適切に行うことができる。また、キャップユニットごとに吸引手段を設ける場合に比して、その数を少なくすることができ、スペース効率の向上および構造の単純化を図ることができる。
さらに、例えば、機能液滴吐出ヘッド数（キャップ数）の増加に伴い個別吸引流路の本数が増加した場合であっても、合流流路系により個別吸引流路を合流できるため、主吸引流路および吸引手段の数を増加させる必要がない。さらに、ヘッドユニット数の増加に伴いキャップユニットが増加した場合であっても、増加したｐ本の主吸引流路は、元からあるｐ台の吸引手段に各々接続すればよいため、吸引手段の数を増加させる必要がない。

この場合、合流流路系は、ｍ×ｎ本の個別吸引流路を、キャップユニット単位で合流させるｎ台の一次マニホールドと、各主吸引流路の上流側が接続されたｐ台の二次マニホールドと、ｎ台の一次マニホールドとｐ台の二次マニホールドとを個々に接続するｎ×ｐ本の分配吸引流路と、各分配吸引流路に介設したｎ×ｐ個の分配流路開閉バルブと、を有していることが好ましい。

この構成によれば、ｍ×ｎ本の個別吸引流路は、一次マニホールドにより、キャップユニットごとにまとめられている。また、吸引手段の台数、二次マニホールドの台数およびキャップユニット１台当りの分配吸引流路の本数（分配流路開閉バルブの個数）は同一数であり、一次マニホールドよりも下流側では、吸引手段の圧力水準ごとにまとめられている。これにより、例えば、機能液滴吐出ヘッド数（キャップ数）の増加に伴い個別吸引流路の本数が増加した場合であっても、一次マニホールドで合流すると共に、増加した一次マニホールドは、圧力水準ごとに、分配吸引流路を介して二次マニホールドで合流することができる。このため、吸引装置の構造を単純化でき、トラブル発生の防止およびメンテナンス性の向上を実現できる。また、ｍ×ｎ本の個別吸引流路の圧力損失を均一化することができる。

また、各個別吸引流路に介設したｍ×ｎ個の個別流路開閉バルブを、更に備えていることが好ましい。

この構成によれば、個別流路開閉バルブによって、個々の機能液滴吐出ヘッドに対して、個別吸引流路の開閉を行うことができる。これにより、複数の機能液滴吐出ヘッドにおいて、吸引処理を行うものと行わないものがある場合、各個別流路開閉バルブの開閉により、これを実施することができる。

他にも、ｍ種の各機能液滴吐出ヘッドは、同種の複数のもので構成され、これに対応するｍ種の各キャップは、同種の複数のもので構成され、各個別吸引流路には、上流側に介設された分岐継手により分岐した同種流路を介して、同種の複数のキャップが接続されていることが好ましい。

この構成によれば、複数種の機能液滴吐出ヘッドに対する各キャップに接続された同種流路は、分岐継手により機能液の種類別に１本の個別吸引流路に合流することができる。すなわち、機能液１種類につき、１つの個別流路開閉バルブを介設し、その１つの個別流路開閉バルブの開閉で、複数の同種流路の開閉を行うことができる。これにより、各キャップに個別流路開閉バルブを設ける場合に比して、その数を少なくすることができ、構造を単純化できる。また、複数の機能液滴吐出ヘッドにおいて、機能液別に吸引処理を行うものと行わないものがある場合、各個別流路開閉バルブの開閉により、これを実施することができる。

この場合、各吸引手段は、主吸引流路の下流側が接続された廃液タンクと、一次側に圧縮エアーを導入すると共に、二次側を各廃液タンクの上部空間に接続したエジェクタと、を有していることが好ましい。

この構成によれば、吸引手段の構造を単純化することができると共に、機能液に対する耐薬品性に優れた構造とすることができる。

また、各吸引手段は、一次側に圧縮エアーの圧力を調整する圧力調整手段と、圧力調整手段を制御する制御手段と、を更に有していることが好ましい。

この構成によれば、各廃液タンクに導入する吸引のための負圧（吸引圧力）を、機能液の粘性や吸引処理の形態に合わせて簡単に調整することができる。もちろん、異種の機能液を新たに導入する場合や吸引形態を変更する場合等にも、簡単に対応させることができる。なお、圧力調整手段として、レギュレータ（電空レギュレータ）を用いることが、好ましい。

この場合、各制御手段は、各キャップユニットにおける吸引圧力が一定になるように、分配流路開閉バルブのうちの開放している分配流路開閉バルブの開放数に応じて、圧力調整手段を制御することが好ましい。

この構成によれば、開放している分配流路開閉バルブの開放数に応じて、圧力調整手段を制御することで、各キャップユニット（キャップ）における吸引圧力を一定にすることができる。これにより、吸引処理を行う機能液滴吐出ヘッドの数に関係なく、各キャップユニット（キャップ）の吸引流量を一定量とすることができる。

また、吸引時の各廃液タンクの圧力を検出する圧力検出手段を、更に備え、各制御手段は、廃液タンク内の圧力が開放数に応じた所定の圧力になるように、圧力調整手段を制御することが好ましい。

一方、吸引により各廃液タンクに流入する機能液流量を検出する流量検出手段を、更に備え、各制御手段は、各廃液タンクに流入する機能液流量が開放数に応じた所定の流量になるように、圧力調整手段を制御することが好ましい。

これらの構成によれば、いずれのキャップユニット（キャップ）においても、吸引圧力が常に一定になるように制御することができ、機能液の種別を考慮しつつ機能液滴吐出ヘッドに対する吸引処理を適切に行うことができる。

この場合、複数の吸引手段は、２つの吸引手段で構成されており、一方の吸引手段は、各キャップを各機能液滴吐出ヘッドに密接した状態で吸引するためのものであり、他方の吸引手段は、各キャップを各機能液滴吐出ヘッドから離間させた状態で吸引するためのものであることが好ましい。

この構成によれば、例えば、一方の吸引手段を、機能液滴吐出ヘッドから機能液を吸引する機能回復用とし、他方の吸引手段を、機能液滴吐出ヘッドから捨て吐出された機能液をヘッドキャップから吸引する機能維持用とすることができる。これにより、各機能液滴吐出ヘッドの目詰り等の状態により、吸引手段を使い分けることができる。なお、２つの廃液タンクの廃液貯留量が等しくなるように、２つの吸引手段に対し、高低の圧力運転を交互に行うようにしてもよい。

本発明の液滴吐出装置は、ワークに対し、複数の機能液滴吐出ヘッドを移動させながら、各機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行なう描画手段と、上記した吸引装置と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドの機能維持および機能回復を適切に行うことができ、装置の小型化を図ることができると共に、ワーク処理における生産性を向上させることができる。

この場合、複数の機能液滴吐出ヘッドから捨て吐出を受ける複数のフラッシング受容手段を、更に備え、フラッシング受容手段は、廃液配管を介して複数の吸引手段のうちのいずれかに接続されていることが好ましい。

この構成によれば、フラッシング受容手段に対して、別途吸引手段を設ける必要がなく、液滴吐出装置の構造の単純化を図ることができると共に、機能液滴吐出ヘッドの機能維持および機能回復を適切に行うことができ、ワーク処理における生産性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の側面図である。 機能液滴吐出ヘッドを搭載したヘッドユニットを模式的に表した平面図である。 機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。 吸引ユニットの側面図である。 キャップユニットの平面図である。 吸引ユニットの配管系統図である。 液滴吐出装置の主制御系について説明したブロック図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の吸引装置（吸引ユニット）を適用した液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、有機ＥＬ装置の各画素となる発光層やカラーフィルタのフィルタエレメント等を形成するものである。

図１ないし図３に示すように、液滴吐出装置１は、石定盤に支持されたＸ軸支持ベース２１上に配設され、主走査方向となるＸ軸方向に延在してワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル２と、複数本の支柱１１を介してＸ軸テーブル２を跨ぐように架け渡された１対のＹ軸支持ベース３１上に配設され、副走査方向となるＹ軸方向に延在するＹ軸テーブル３と、Ｙ軸テーブル３に移動自在に吊設され、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド１３が搭載された１３個のキャリッジユニット４と、から構成されている。さらに、液滴吐出装置１は、これらの装置を、温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバ５と、チャンバ５を貫通して、機能液滴吐出ヘッド１３に機能液を供給する機能液供給ユニット６と、を備えており、チャンバ５の側壁の一部には、機能液供給ユニット６の主要部を為すメインタンク６０等を収納するタンクキャビネット５０が設けられている。液滴吐出装置１は、Ｘ軸テーブル２およびＹ軸テーブル３の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド１３を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット６から供給された６色の機能液滴を吐出させ、ワークＷに所定の描画パターンが描画される。

また、液滴吐出装置１は、フラッシングユニット１５、吸引ユニット１６、ワイピングユニット１７、吐出性能検査ユニット１８から成るメンテナンス装置７を備えており、これらユニットを機能液滴吐出ヘッド１３の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド１３の機能維持・機能回復を図るようになっている。本実施形態の液滴吐出装置１では、Ｘ軸テーブル２とＹ軸テーブル３とが交わる部分にキャリッジユニット４を臨ませてワークＷの描画を行い、Ｙ軸テーブル３とメンテナンス装置７（吸引ユニット１６、ワイピングユニット１７）が交わる部分にキャリッジユニット４を臨ませて、機能液滴吐出ヘッド１３の機能維持・機能回復を行う。

図２および図３に示すように、Ｘ軸テーブル２は、ワークＷを吸着セットすると共にθ軸方向に補正可能な機構を有するセットテーブル２２と、セットテーブル２２をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第１スライダ２３と、上記のフラッシングユニット１５および吐出性能検査ユニット１８をＸ軸方向にスライド自在に支持するＸ軸第２スライダ２４と、Ｘ軸方向に延在し、Ｘ軸第１スライダ２３およびＸ軸第２スライダ２４をＸ軸方向に移動させる左右一対のＸ軸リニアモータ（図示省略）と、を備えている。

Ｙ軸テーブル３は、１３個のキャリッジユニット４をそれぞれ吊設した１３個のブリッジプレート３２と、１３個のブリッジプレート３２を両持ちで支持する１３組のＹ軸スライダ（図示省略）と、一対のＹ軸支持ベース３１上に設置され、ブリッジプレート３２をＹ軸方向に移動させる一対のＹ軸リニアモータ（図示省略）と、を備えている。また、Ｙ軸テーブル３は、各キャリッジユニット４を介して描画時に機能液滴吐出ヘッド１３を副走査するほか、機能液滴吐出ヘッド１３を吸引ユニット１６およびワイピングユニット１７に臨ませる。この場合、各キャリッジユニット４を独立させて個別に移動させることも可能であるし、１３個のキャリッジユニット４を一体として移動させることも可能である。なお、請求項に言う描画手段とは、Ｘ軸テーブル２、Ｙ軸テーブル３およびキャリッジユニット４（機能液滴吐出ヘッド１３およびヘッドユニット４２）から構成されている。

各キャリッジユニット４は、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｃ・Ｍ・Ｙの６色、各２個（計１２個）の機能液滴吐出ヘッド１３と、１２個の機能液滴吐出ヘッド１３を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート４１と、から成るヘッドユニット４２を備えている（図４参照）。また、各キャリッジユニット４は、ヘッドユニット４２をθ補正（θ回転）可能に支持するθ回転機構４３と、θ回転機構４３を介して、ヘッドユニット４２をブリッジプレート３２に支持させる吊設部材４４と、を備えている。加えて、各キャリッジユニット４は、その上部にサブタンク４５が配設されており（実際には、ブリッジプレート３２上に配設）、このサブタンク４５から自然水頭を利用し、かつ圧力調整弁（図示省略）を介して各機能液滴吐出ヘッド１３に機能液が供給されるようになっている。なお、本実施形態においては、キャリッジユニット４の個数および各キャリッジユニット４に搭載される機能液滴吐出ヘッド１３の個数は任意である。

図５に示すように、機能液滴吐出ヘッド１３は、いわゆる２連のインクジェットヘッドであり、２連の接続針５４を有する機能液導入部５１と、機能液導入部５１に連なる２連のヘッド基板５２と、ヘッド基板５２の下方に連なり機能液を吐出するヘッド本体５３と、を備えている（図５（ａ）参照）。

機能液導入部５１は、一対の接続針５４を有しており、サブタンク４５から機能液の供給を受けるようになっている。また、ヘッド本体５３は、ピエゾ素子等で構成される２連のポンプ部５５と、複数の吐出ノズル５７が形成されたノズル面５８を有するノズルプレート５６と、を有している。ノズルプレート５６のノズル面５８に形成された多数の吐出ノズル５７は、相互に平行且つ半ノズルピッチ位置ズレして列設された２列のノズル列ＮＬを構成しており、各ノズル列ＮＬは、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル５７で構成されている（図５（ｂ）参照）。ヘッド基板５２には、２連のコネクタ５９が設けられており、各コネクタ５９は、フレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介して上記の制御装置に接続されている。そして、この制御装置から出力された駆動波形が各コネクタ５９を介して各ポンプ部５５（圧電素子）に印加されることで、各吐出ノズル５７から機能液が吐出される。

図１ないし図３に示すように、フラッシングユニット１５は、一対の描画前フラッシングユニット６１,６１と、定期フラッシングユニット６２とを有し、描画処理直前や、ワークＷの載換え時等の描画処理休止時に行われる、機能液滴吐出ヘッド１３の捨て吐出を受ける。吸引ユニット１６は、１３台のキャップユニット７１を有し、各機能液滴吐出ヘッド１３の吐出ノズル５７から機能液を強制的に吸引すると共に、キャッピングを行う。ワイピングユニット１７は、吸引後の機能液滴吐出ヘッド１３のノズル面５８を拭取る。吐出性能検査ユニット１８は、機能液滴吐出ヘッド１３の吐出の有無および飛行曲りを検査する。

定期フラッシングユニット６２は、機能液を受ける定期フラッシングボックス６４と、上記のＸ軸第２スライダ２４に搭載され、定期フラッシングユニット６２の両端を高さ調整可能に支持する一対のボックス支柱部材６５と、を有している。定期フラッシングユニット６２は、ワークＷの載換え時等のように、描画処理を一時的に休止される時に、ヘッドユニット４２の全機能液滴吐出ヘッド１３を吐出駆動して行われる定期フラッシングの機能液を受けるためのものである。これにより、描画休止時の機能液滴吐出ヘッド１３の乾燥およびノズル詰まりを防止することができる。

描画前フラッシングユニット６１は、機能液を受ける一対の描画前フラッシングボックス６３と、一対の各描画前フラッシングボックス６３をセットテーブル２２に支持させる一対のボックス支持部材（図示省略）と、で構成されている。描画前フラッシングユニット６１は、ワークＷに機能液を吐出させる直前にヘッドユニット４２の全機能液滴吐出ヘッド１３を吐出駆動して行う、描画前フラッシングの機能液を受けるためのものである。これにより、描画直前の機能液滴吐出ヘッド１３の吐出を安定させることができ、ワークＷに対して精度良い描画処理を行うことができる。

次に、図６および図７を参照して、吸引ユニット（吸引装置）１６について詳細に説明する。吸引ユニット１６は、１２個の機能液滴吐出ヘッド１３に対応する１２個のヘッドキャップ８１をキャッププレート８２に配置した１３台のキャップユニット７１と、支持部材８３を介して各キャップユニット７１を昇降させる１３台の昇降機構（離接機構）７３と、各キャップユニット７１に連なると共に機能液の吸引流路を有する１３個の吸引流路系７４（図８参照）と、各吸引流路系７４に連なると共に２つの圧力水準に対応した２つの廃液タンク１０１を有する吸引機構７５（図８参照）と、を備えている。また、吸引ユニット１６は、後述する圧力制御機構１０２等に制御用の圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給設備７６と、各部から排気を行うための排気設備７７と、廃液タンク１０１に接続され、貯留された機能液を廃液する機能液廃液設備７８と、を備えている。

図７に示すように、キャップユニット７１は、各色２個、計１２個の機能液滴吐出ヘッド１３に対応したヘッドキャップ８１と、これらを搭載したキャッププレート８２と、から成り、１２個のヘッドキャップ８１は、１２個の機能液滴吐出ヘッド１３と同じ並びで且つ同じ傾き姿勢で、キャッププレート８２に搭載されている。

図６に示すように、昇降機構７３は、支持部材８３を介してヘッドキャップ８１を直接昇降させる昇降シリンダ８４と、昇降シリンダ８４による昇降をガイドする一対のリニアガイド８５と、これらを支持するベース部８６と、を有している。支持部材８３は、上端にキャップユニット７１を支持する支持フレーム７２を有する支持部材本体８７と、１２個のヘッドキャップ８１の大気開放弁（図示省略）を一括して開放するための大気開放フレーム８８と、大気開放フレーム８８を下動させる一対のエアーシリンダ８９，８９と、を有している。昇降機構７３は、吸引用の密接位置と、フラッシング用の離間位置と、ヘッドユニット４２の交換やキャップユニット７１の消耗品交換（メンテナンス）用の交換位置との間でキャップユニット７１を３段階に昇降させる。

図８に示すように、各吸引流路系７４は、各キャップユニット７１に連なるキャップ側流路系９０と、キャップ側流路系９０に連なるタンク側流路系９１と、から構成されている。キャップ側流路系９０は、上流端を各ヘッドキャップ８１に接続した同種流路９２と、同種流路９２の下流側を合流継手１０８を介して機能液の色別に合流させた個別吸引流路９３と、合流させた個別吸引流路９３の下流端が接続される一次マニホールド９４と、から構成されている。すなわち、上記の６色、各２個（計１２個）の機能液滴吐出ヘッド１３に対応する１２個のヘッドキャップ８１に接続された各２本の同種流路９２が合流継手１０８を介して合流し、計６本の個別吸引流路９３に接続され、この６本の個別吸引流路９３が、その各下流端で一次マニホールド９４に接続されている。また、下流側において合流した個別吸引流路９３には、機能液の色別に個別吸引流路９３を開閉する個別流路開閉バルブ９５が介設されている。

タンク側流路系９１は、上流端を一次マニホールド９４に接続した複数の分配吸引流路９６と、複数の分配吸引流路９６の下流端が接続した２つの二次マニホールド９７と、上流端を各二次マニホールド９７に接続し、下流端を各廃液タンク１０１に接続した主吸引流路９８と、から構成されている。また、分配吸引流路９６は、２つの圧力水準に対応して、各キャップユニット７１当たり、２本ずつ接続されており、各分配吸引流路９６には、２つの圧力水準を選択的に切り換える分配流路開閉バルブ９９が介設されている。各主吸引流路９８には、各廃液タンク１０１に流入する機能液の流量を検出する流量計（流量検出手段）１００が介設されており、主吸引流路９８の下流端は、廃液タンク１０１の底面近傍まで深く挿入されている。なお、個別流路開閉バルブ９５および分配流路開閉バルブ９９は、単なる開閉弁であり、一方を「開」、他方を「閉」とすることで、流路切換えができるものである。

一次マニホールド９４および二次マニホールド９７は、上端を円板状の蓋体により閉塞されたロート状に形成された円盤状マニホールドで構成されている。この場合、一次マニホールド９４では、６本の個別吸引流路９３の下流端が、円盤状マニホールドの周方向に均等配置するように、蓋体に接続されている。同様に、二次マニホールド９７では、１３本の分配吸引流路９６の下流端は、円盤状マニホールドの周方向に均等配置するように、或いは周方向に２重に且つ均等配置するように蓋体に接続されている。

吸引機構７５は、吸引した機能液を廃液する２つの廃液タンク１０１と、各廃液タンク１０１の内部圧力を制御する一対の圧力制御機構１０２と、を備えており、圧力制御機構１０２により、廃液タンク１０１の内部圧力が個別に調整され、分配吸引流路９６を介して各ヘッドキャップ８１が負圧（吸引）に制御される。

廃液タンク１０１は、高圧（第１水準）で使用する第１廃液タンク１０３と、低圧（第２水準）で使用する第２廃液タンク１０４とで構成されている。両タンク１０３，１０４は、いわゆる密閉タンクで構成されたタンク本体１０５と、タンク本体１０５の上部空間に接続され、内部圧力を検出する圧力計（圧力検出手段）１０６と、タンク本体１０５の側方に配設され、貯留された機能液の液位を検出する液位検出手段１０７と、を備えている。液位検出手段１０７は、上限液位を検出すると、機能液廃液設備７８側の流路に介設された廃液開閉弁７９を開放し機能液廃液設備７８に機能液を廃液する。一方、下限液位を検出すると、廃液開閉弁７９を閉弁する。また、廃液タンク１０１には、貯留した機能液を廃液する機能液廃液設備７８が接続されている。さらに、第２廃液タンク１０４には、上記した定期フラッシングユニット６２および描画前フラッシングユニット６１が、フラッシング流路６６を介して接続されている。なお、フラッシング流路６６は、流路切替バルブ６７を介して第１廃液タンク１０３および第２廃液タンク１０４の両タンクに、それぞれ接続されていてもよい（図８中の２点鎖線参照）。

圧力制御機構１０２は、上流側をタンク本体１０５の上部空間に接続した連通流路１０９と、連通流路１０９、圧縮エアー供給設備７６および排気設備７７に接続されたエジェクタ１１０と、エジェクタ１１０と圧縮エアー供給設備７６の間の流路に介設され、エジェクタ１１０に供給される圧縮エアーの圧力を調整する電空レギュレータ（圧力調整手段）１１１と、電空レギュレータ１１１に隣接して介設された流量センサ１１２と、を備えている。すなわち、エジェクタ１１０は、圧縮エアー供給設備７６から一次側に圧縮エアーを導入すると共に、二次側を廃液タンク１０１の上部空間に接続している。電空レギュレータ１１１により圧力が調整され、エジェクタ１１０に供給された圧縮エアーの随伴流によって、連通流路１０９中のエアーが排気設備７７側に引っ張られる形で、タンク本体１０５の内部が減圧制御される。これにより、各廃液タンク１０１は、圧力制御機構１０２により個別に適正吸引圧力に圧力調整される。

ここで、適正吸引圧力の算出方法について説明する。圧力制御機構１０２による適正吸引圧力は、分配流路開閉バルブ９９の開放数および圧力計１０６の検出値に基づいて行われる。分配流路開閉バルブ９９の開放数から、予め実験で得られた係数テーブルにより適正吸引圧力を求める。その後、圧力計１０６により検出した廃液タンク１０１の圧力が適正吸引圧力となるように電空レギュレータ１１１を制御する（フィードバック制御）。

このように、分配流路開閉バルブ９９の開放数に応じて、電空レギュレータ１１１を制御することで、各キャップユニット７１（ヘッドキャップ８１）における吸引圧力を一定にすることができる。これにより、吸引処理を行う機能液滴吐出ヘッド１３の数に関係なく、各キャップユニット７１（ヘッドキャップ８１）の吸引流量を一定量とすることができる。また、圧力計１０６の検出値に基づいて電空レギュレータ１１１を制御することにより、いずれのキャップユニット７１（ヘッドキャップ８１）においても、吸引圧力が常に一定になるように制御することができる。なお、係数テーブルは、ヘッドキャップ８１の数に加え、機能液の粘性に基づいて適正吸引圧力が設定されていることが好ましい。

なお、上記吸引処理例では、制御方法として、圧力計１０６の検出値に基づいて、電空レギュレータ１１１を制御する方法を用いたが、次のような制御方法を用いても良い。他の制御方法では、流量計１００を用いて電空レギュレータ１１１の制御を行う。適正流量を求め、廃液タンク１０１に流入する機能液流量が適正流量になるよう電空レギュレータ１１１の圧力制御を調整する（フィードバック制御）。この構成によれば、流量計１００に基づいて電空レギュレータ１１１の制御をすることにより、圧力計１０６を用いた場合と同様、いずれのキャップユニット７１（ヘッドキャップ８１）においても、吸引圧力が常に一定になるように制御することができ、機能液の種別を考慮しつつ機能液滴吐出ヘッド１３に対する吸引処理を適切に行うことができる。

次に、図９を参照して、液滴吐出装置１の主制御系について説明する。同図に示すように、液滴吐出装置１は、ヘッドユニット４２を有する液滴吐出部１９１と、Ｘ軸テーブル２を有し、ワークＷをＸ軸方向へ移動させるためのワーク移動部１９２と、Ｙ軸テーブル３を有し、ヘッドユニット４２をＹ軸方向へ移動させるヘッド移動部１９３と、メンテナンス装置７の各ユニットを有するメンテナンス部１９４と、機能液供給ユニット６を有し、機能液滴吐出ヘッド１３に機能液を供給する機能液供給部１９８と、各種センサを有し、各種検出を行う検出部１９５と、各部を駆動制御する各種ドライバを有する駆動部１９６と、各部に接続され、液滴吐出装置１全体の制御を行う制御部（制御手段）１９７と、を備えている。

制御部１９７には、各手段を接続するためのインタフェース２０１と、一時的に記憶可能な記憶領域を有し、制御処理のための作業領域として使用されるＲＡＭ２０２と、各種記憶領域を有し、制御プログラムや制御データを記憶するＲＯＭ２０３と、ワークＷに所定の描画パターンを描画するための描画データや、各手段からの各種データ等を記憶すると共に、各種データを処理するためのプログラム等を記憶するハードディスク２０４と、ＲＯＭ２０３やハードディスク２０４に記憶されたプログラム等に従い、各種データを演算処理するＣＰＵ２０５と、これらを互いに接続するバス２０６と、が備えられている。

そして、制御部１９７は、各手段からの各種データを、インタフェース２０１を介して入力すると共に、ハードディスク２０４に記憶されたプログラムに従ってＣＰＵ２０５に演算処理させ、その処理結果を、駆動部１９６を介して各手段に出力する。これにより、装置全体が制御され、液滴吐出装置１の各種処理が行われる。

また、本実施形態において制御部１９７は、上記の圧力制御機構１０２を介して、第１廃液タンク１０３および第２廃液タンク１０４を、前者を高圧吸引とし後者を低圧吸引として、固定的に運転させる場合と、第１廃液タンク１０３および第２廃液タンク１０４を、高圧・低圧の交互運転させる場合と、の２種類の運転方法を実施できるようになっている。この場合の交互運転は、一方のタンクのメンテナンス等、必要に応じて実施する場合と、所定の運転時間や所定のワーク処理枚数等を基準に定期的に実施する場合等がある。

ここで、上記した適正吸引圧力を用い、上記した吸引ユニット１６による第１の機能液の吸引処理について説明する。この吸引処理は、機能液滴吐出ヘッド１３に機能液を初期充填する際の吸引シークエンスであり、初期段階では高圧（第１水準）で吸引し、終期段階では低圧（第２水準）で吸引して機能液を充填するものである。ここでは、全キャリッジユニット４に対して、高圧で吸引した後、低圧で吸引する場合を例に挙げて説明する。

まず、対応するキャップユニット７１を昇降機構７３により密接位置に上昇させ、分配流路開閉バルブ９９を制御して、キャップユニット７１と、第１廃液タンク１０３と、を連通させる。そして、高圧および低圧の両圧力制御機構１０２を駆動させ、高圧で初期充填を開始する。

高圧による吸引後、第１廃液タンク１０３に接続した分配流路開閉バルブ９９を「閉」にすると共に、第２廃液タンク１０４に接続した分配流路開閉バルブ９９を「開」にする。これにより、キャップユニット７１と第２廃液タンク１０４とを連通させ、低圧での充填を行なう。

このように、２つの分配流路開閉バルブ９９，９９を切換えることにより、主吸引流路９８を任意の１の廃液タンク１０１に選択的に流路切換えすることで、複数のキャップユニット７１をキャップユニット７１単位で、相互に吸引圧力が異なる廃液タンク１０１と連通させることができる。これにより、分配流路開閉バルブ９９を制御するだけで、吸引する圧力を高圧から低圧に切換えることができる。したがって、圧力水準が１つの場合と比して、高圧から低圧に切換えた際の圧力の安定待ち時間を短縮することができる。

次に、上記した吸引ユニット１６による第２の機能液の吸引処理について説明する。この吸引処理は、吸引圧力を同一水準として、各吸引機構７５を交互に使用して機能液滴吐出ヘッド１３から機能液を吸引するものである。ここでは、奇数番号の各ヘッドユニット４２を第１廃液タンク１０３に吸引した後に、偶数番号の各ヘッドユニット４２を第２廃液タンク１０４に吸引する場合について説明する。まず、分配流路開閉バルブ９９を制御して、奇数番号のヘッドキャップ８１と、第１廃液タンク１０３と、を連通させて吸引する。

奇数番号のヘッドユニット４２から機能液を吸引後、第１廃液タンク１０３に接続した分配流路開閉バルブ９９を「閉」にし、第２廃液タンク１０４に接続した分配流路開閉バルブ９９を「開」にすると共に、奇数番号のヘッドユニット４２に対応する個別流路開閉バルブ９５を「閉」にすると共に、偶数番号のヘッドユニット４２に対応する個別流路開閉バルブ９５を「開」にする。これにより、偶数番号のヘッドユニット４２と、第２廃液タンク１０４と、を連通させて吸引する。例えば、第２廃液タンク１０４を有する吸引機構７５で吸引処理を実行している間に、第１廃液タンク１０３が満水であれば、第１廃液タンク１０３に貯留した廃液（機能液）を廃棄することができる。したがって、吸引機構７５が１つの場合には、吸引処理を一時停止させて、廃液を廃棄し、再度吸引する必要があったが、本実施形態では、吸引処理を止めることなく、吸引処理を続行することができるため、吸引処理の時間を短縮することができる。また、同一水準の圧力で交互に吸引することで、第１廃液タンク１０３および第２廃液タンク１０４の廃液の貯留量を等しくすることができる。

最後に、上記した吸引ユニット１６による第３の機能液の吸引処理について説明する。この吸引処理は、吸引ユニット１６による吸引と、フラッシング用の吸引と、を同時に行うものである。なお、吸引用の吸引は高圧で行い、フラッシング用の吸引は低圧で行う。ここでは、５個のキャリッジユニット４に対しフラッシングを行い、残りの８個のキャリッジユニット４に対し吸引を行う場合を例に挙げて説明する。

吸引用の吸引処理を行うキャリッジユニット４では、対応するキャップユニット７１を昇降機構７３により、密接位置に上昇させ、分配流路開閉バルブ９９を制御して、キャップユニット７１と、第１廃液タンク１０３とを連通させる。フラッシング用の吸引処理を行うキャリッジユニット４では、対応するキャップユニット７１を昇降機構７３により、離間位置に上昇させ、分配流路開閉バルブ９９を制御して、ヘッドキャップ８１と、第２廃液タンク１０４を連通させる。これらの状態で、同時並行吸引処理を行う。このように、一対の分配流路開閉バルブ９９の制御により、複数のキャップユニット７１に対し、同時並行的に異なる吸引圧力による吸引処理を行うことができる。また、各吸引機構７５は、複数のキャップユニット７１の吸引処理を行う構成であるため、キャップユニット７１単位で吸引手段を設ける場合に比して、その数を少なくすることができ、スペース効率の向上および構造の単純化を図ることができる。

そして、この第３の機能液の吸引処理においても、例えば、１日置きに第１廃液タンク１０３および第２廃液タンク１０４を、高圧・低圧の交互運転とし、第１廃液タンク１０３および第２廃液タンク１０４の廃液の貯留量を等しくすることが、好ましい。また、この交互運転に対応すべく、フラッシングユニット１５のフラッシング流路６６が、流路切替バルブ６７を介して第１廃液タンク１０３および第２廃液タンク１０４の両タンクに、それぞれ接続されていることが好ましい。流路切替バルブ６７には、任意の１のフラッシング流路６６を選択可能な流路切替機構が備わっており、圧力水準に変更（パターン設定の変更）があっても、フラッシングユニット１５が、圧力水準が低い廃液タンク１０１に接続されるように切り替えられる。

なお、上記した２種類の吸引処理のように、ヘッドユニット４２毎に吸引処理を行うことも可能であるが、吸引する機能液滴吐出ヘッド１３毎に行うことも可能である。なお、この場合、ヘッドキャップ８１は、キャップユニット７１単位で機能液滴吐出ヘッド１３と離接するため、個別吸引流路９３に設けられた個別流路開閉バルブ９５を制御することで、任意の機能液滴吐出ヘッド１３のみに対して、吸引処理することができる。さらに、吸引機構７５（廃液タンク１０１）を、高圧および低圧の他、中圧等、必要に応じ複数で構成してもよい。

また、本実施形態においては、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）の６色の機能液が供給される機能液滴吐出ヘッド１３を用いたものを使用しているが、供給される機能液の色数、色種は任意である。

以上の構成によれば、上述したように、様々な吸引処理に柔軟に対応することができる。また、キャップユニット７１ごとに吸引機構７５を設ける場合に比して、吸引機構７５の数を少なくすることができ、スペース効率の向上および構造の単純化を図ることができる。さらに、機能液滴吐出ヘッド１３の数（ヘッドキャップ８１の数）の増加や、ヘッドユニット４２の数の増加に対しても、吸引機構７５に大きな変更を加えることなく柔軟に対応することができる。

１：液滴吐出装置、１３：機能液滴吐出ヘッド、１５：フラッシングユニット、１６：吸引ユニット、５８：ノズル面、７１：キャップユニット、７６：圧縮エアー供給設備、８１：ヘッドキャップ、９３：個別吸引流路、９４：一次マニホールド、９５：個別流路開閉バルブ、９６：分配吸引流路、９７：二次マニホールド、９８：主吸引流路、９９：分配流路開閉バルブ、１００：流量計、１０１廃液タンク、１０３：第１廃液タンク、１０４：第２廃液タンク、１０６：圧力計、１１０：エジェクタ、１１１：電空レギュレータ、Ｗ：ワーク。

Claims (12)

1. 機能液別の複数種のインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドのノズル面に対し、離接して機能液を吸引する吸引装置であって、
   機能液別の複数種の前記機能液滴吐出ヘッドに対応する機能液別の複数種のキャップを搭載したキャップユニットと、
   前記各キャップを、前記キャップユニット単位で離接動作させる離接機構と、
   前記キャップユニット単位で前記各キャップから機能液を吸引すると共に、各々吸引圧力が異なる複数台の吸引手段と、
   上流側を前記各キャップに接続された複数の個別吸引流路と、
   下流側を前記各吸引手段に接続された複数の主吸引流路と、
   前記複数の個別吸引流路と前記複数の主吸引流路との間に介設され、前記複数の個別吸引流路を合流させると共に、合流後の流路を前記複数の主吸引流路に対し選択的に連通させる合流流路系と、を備え、
   前記各吸引手段は、前記主吸引流路の下流側が接続された廃液タンクを有し、
   前記廃液タンクには、液位を検出する第１液位検出手段および第２液位検出手段が互いに離間して備えられ、
   前記廃液タンク内の液面が前記第１液位検出手段と前記第２液位検出手段との間に位置するように前記廃液タンクから機能液を廃液し、
   前記廃液タンクは、前記機能液滴吐出ヘッドから吐出された機能液を受けるフラッシングユニットに接続され、
   前記キャップユニットおよび前記フラッシングユニットの吸引を同時に行い、
   前記フラッシングユニットの吸引は、前記キャップユニットの吸引よりも低圧で行うことを特徴とする吸引装置。
2. 機能液別のｍ種（ｍは複数）のインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドをキャリッジに搭載したヘッドユニットのｎ台（ｎは複数）に対応して設けられ、前記各機能液滴吐出ヘッドのノズル面に離接して機能液を吸引する吸引装置であって、
   機能液別のｍ種の前記機能液滴吐出ヘッドに対応する機能液別のｍ種のキャップをキャッププレートに組み込んだ、前記ｎ台のヘッドユニットに対応するｎ台のキャップユニットと、
   前記キャッププレートを介して前記各キャップを、前記キャップユニット単位で離接動作させる離接機構と、
   前記キャップユニット単位で前記各キャップから機能液を吸引すると共に、各々吸引圧力が異なるｐ台（ｐは複数）の吸引手段と、
   上流側を前記各キャップに接続されたｍ×ｎ本の個別吸引流路と、
   下流側を前記各吸引手段に接続されたｐ本の主吸引流路と、
   前記ｍ×ｎ本の個別吸引流路と前記ｐ本の主吸引流路との間に介設され、前記ｍ×ｎ本の個別吸引流路を合流させると共に、合流後の流路を前記ｐ本の主吸引流路に対し選択的に連通させる合流流路系と、を備え、
   前記各吸引手段は、前記主吸引流路の下流側が接続された廃液タンクを有し、
   前記廃液タンクには、液位を検出する第１液位検出手段および第２液位検出手段が互いに離間して備えられ、
   前記廃液タンク内の液面が前記第１液位検出手段と前記第２液位検出手段との間に位置するように前記廃液タンクから機能液を廃液し、
   前記廃液タンクは、前記機能液滴吐出ヘッドから吐出された機能液を受けるフラッシングユニットに接続され、
   前記キャップユニットおよび前記フラッシングユニットの吸引を同時に行い、
   前記フラッシングユニットの吸引は、前記キャップユニットの吸引よりも低圧で行うことを特徴とする吸引装置。
3. 前記合流流路系は、
   前記ｍ×ｎ本の個別吸引流路を、前記キャップユニット単位で合流させるｎ台の一次マニホールドと、
   前記各主吸引流路の上流側が接続されたｐ台の二次マニホールドと、
   前記ｎ台の一次マニホールドと前記ｐ台の二次マニホールドとを個々に接続するｎ×ｐ本の分配吸引流路と、
   前記各分配吸引流路に介設したｎ×ｐ個の分配流路開閉バルブと、を有していることを特徴とする請求項２に記載の吸引装置。
4. 前記各個別吸引流路に介設したｍ×ｎ個の個別流路開閉バルブを、更に備えたことを特徴とする請求項２または３に記載の吸引装置。
5. 前記ｍ種の各機能液滴吐出ヘッドは、同種の複数のもので構成され、
   これに対応する前記ｍ種の各キャップは、同種の複数のもので構成され、
   前記各個別吸引流路には、上流側に介設された分岐継手により分岐した同種流路を介して、前記同種の複数のキャップが接続されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の吸引装置。
6. 前記各吸引手段は、一次側に圧縮エアーを導入すると共に、二次側を前記各廃液タンクの上部空間に接続したエジェクタ、を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の吸引装置。
7. 前記各吸引手段は、前記一次側に圧縮エアーの圧力を調整する圧力調整手段と、
   前記圧力調整手段を制御する制御手段と、を更に有していることを特徴とする請求項６に記載の吸引装置。
8. 前記各制御手段は、前記各キャップユニットにおける吸引圧力が一定になるように、前記分配流路開閉バルブのうちの開放している前記分配流路開閉バルブの開放数に応じて、前記圧力調整手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の吸引装置。
9. 吸引時の前記各廃液タンクの圧力を検出する圧力検出手段を、更に備え、
   前記各制御手段は、前記廃液タンク内の圧力が前記開放数に応じた所定の圧力になるように、前記圧力調整手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の吸引装置。
10. 吸引により前記各廃液タンクに流入する機能液流量を検出する流量検出手段を、更に備え、
    前記各制御手段は、前記各廃液タンクに流入する機能液流量が前記開放数に応じた所定の流量になるように、前記圧力調整手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の吸引装置。
11. 前記複数の吸引手段は、２つの吸引手段で構成されており、
    一方の前記吸引手段は、前記各キャップを前記各機能液滴吐出ヘッドに密接した状態で吸引するためのものであり、
    他方の前記吸引手段は、前記各キャップを前記各機能液滴吐出ヘッドから離間させた状態で吸引するためのものであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の吸引装置。
12. ワークに対し、前記複数の機能液滴吐出ヘッドを移動させながら、前記各機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行なう描画手段と、
    請求項１ないし１１のいずれかに記載された吸引装置と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

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