JP2022061890A - Maintenance method and maintenance device of ink discharge head - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットプリンタやディスペンサ装置におけるインク吐出ヘッドのメンテナンス方法及びメンテナンス装置に関するものである。 The present invention relates to a maintenance method and a maintenance device for an ink ejection head in an inkjet printer or a dispenser device.
インクジェット装置やディスペンサ装置などの液材吐出装置は、印刷、塗装、液材の塗布・注入など、各種の分野で利用されている。特に近年、印刷型エレクトロニクス(Printed electronics)と呼ばれる分野では、液材として導電性インクを用いて回路パターンを形成する際に、インクジェット装置が用いられている。このような吐出装置は、用途に応じて、圧電方式、サーマル方式、エアパルス方式、波動方式など様々な駆動方式で液材(インク)を吐出するインク吐出ヘッドを備えている。 Liquid material ejection devices such as inkjet devices and dispenser devices are used in various fields such as printing, painting, and application / injection of liquid materials. Particularly in recent years, in the field called printed electronics, an inkjet device has been used when forming a circuit pattern using conductive ink as a liquid material. Such an ejection device includes an ink ejection head that ejects a liquid material (ink) by various drive methods such as a piezoelectric method, a thermal method, an air pulse method, and a wave method, depending on the application.
また、前述した印刷型エレクトロニクスの分野では、インクを吐出させる対象のワークが3次元的な曲面を有することを想定して、全方位にインクを吐出させる技術(全方位インクジェット(OIJ)印刷技術など)が研究されている。このような技術では、インク吐出ヘッドの向きを360°変化させることができるように、インク吐出ヘッドを多軸多関節ロボットに保持させ、多軸多関節ロボットがインク吐出ヘッドの高さ、水平面内位置、角度をそれぞれ独立して制御している(下記特許文献1参照)。 Further, in the field of printable electronics described above, a technique for ejecting ink in all directions (omnidirectional inkjet (OIJ) printing technique, etc.) assuming that the work to be ejected ink has a three-dimensional curved surface. ) Is being studied. In such a technique, the ink ejection head is held by a multi-axis articulated robot so that the direction of the ink ejection head can be changed by 360 °, and the multi-axis articulated robot moves the height of the ink ejection head in the horizontal plane. The position and angle are controlled independently (see Patent Document 1 below).
インク吐出ヘッドは、液材であるインクをノズルから各種方式で吐出させることから、ノズルの目詰まりが問題になる。一般には、これを解消するために、クリーニング機構が採用されている。従来のクリーニング機構は、インク吐出ヘッドのノズル周辺に付着した汚れを掻き落とすためのワイパーと、ノズル内の気泡や高粘度のインクをノズル側より吸い出すための機構、或いは供給側からインクを押し出す機構などの組み合わせが採用されている(下記特許文献2参照)。 Since the ink ejection head ejects ink, which is a liquid material, from the nozzle by various methods, clogging of the nozzle becomes a problem. Generally, a cleaning mechanism is adopted to solve this problem. The conventional cleaning mechanism has a wiper for scraping off dirt adhering to the vicinity of the nozzle of the ink ejection head, a mechanism for sucking out air bubbles in the nozzle and high-viscosity ink from the nozzle side, or a mechanism for pushing out ink from the supply side. (See Patent Document 2 below).
従来のクリーニング機構は、導電性インクのように、インクが金属などの粒子を含んでいる場合、インク吐出ヘッドのノズル面に付いた粒子がワイパーの動作によって、ノズル面を擦ることになり、インク吐出ヘッドのノズル面が傷ついてしまう問題がある。そして、ノズル面に傷が付くと、その傷による毛管現象によって、インクの液滴が真っ直ぐ飛翔しない現象が確認されている。 In the conventional cleaning mechanism, when the ink contains particles such as metal like conductive ink, the particles attached to the nozzle surface of the ink ejection head rub the nozzle surface by the operation of the wiper, and the ink There is a problem that the nozzle surface of the discharge head is damaged. Then, when the nozzle surface is scratched, it has been confirmed that the ink droplets do not fly straight due to the capillary phenomenon caused by the scratches.
また、傷が生じないように、ノズル面に対するワイパーの接触圧を小さくすると、ワイパーの動作をだけではインクに含まれる粒子が除去しきれない場合がある。ノズル面やノズル出口付近にパーティクルや粒子が残存すると、これによってインクの飛翔不可や飛翔方向のばらつきなどの不具合が生じる可能性があった。 Further, if the contact pressure of the wiper with respect to the nozzle surface is reduced so as not to cause scratches, the particles contained in the ink may not be completely removed only by the operation of the wiper. If particles or particles remain on the nozzle surface or near the nozzle outlet, this may cause problems such as ink flight impossibility and variation in the flight direction.
本発明は、このような問題に対処することを課題としている。すなわち、ノズル面を傷付けることなく、インク飛翔への悪影響を無くして、ノズルの目詰まりや付着物を除去するメンテナンスを行うこと、などが本発明の課題である。 An object of the present invention is to deal with such a problem. That is, it is an object of the present invention to perform maintenance for removing clogging and deposits of the nozzle without damaging the nozzle surface and eliminating an adverse effect on ink flight.
このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。 In order to solve such a problem, the present invention has the following configurations.
洗浄槽内に注入した洗浄液に、インク吐出ヘッドのノズル面を浸漬する浸漬工程と、前記洗浄槽の洗浄液を排水して、前記洗浄槽内を吸引することで、前記ノズル面に付着した洗浄液を吸引除去すると共に、前記インク吐出ヘッドにおけるノズルの詰まり抜きを行う吸引工程と、前記ノズル面に吸液シートを接触させることで、前記ノズル面の残留液を吸液除去する吸液工程とを有することを特徴とするインク吐出ヘッドのメンテナンス方法。 By immersing the nozzle surface of the ink ejection head in the cleaning liquid injected into the cleaning tank and draining the cleaning liquid from the cleaning tank and sucking the inside of the cleaning tank, the cleaning liquid adhering to the nozzle surface is removed. It has a suction step of removing the clogging of the nozzle in the ink ejection head and a liquid absorbing step of contacting the nozzle surface with a liquid absorbing sheet to remove the residual liquid on the nozzle surface. A maintenance method for the ink ejection head, which is characterized by this.
インク吐出ヘッドのメンテナンス装置であって、インク吐出ヘッドのノズル面を浸漬する洗浄液が注入される洗浄槽を備え、前記洗浄槽には、槽内に洗浄液を注入する洗浄液注入流路と、槽内の洗浄液を排水すると共に槽内を吸引する排水・吸引流路が接続されていることを特徴とするインク吐出ヘッドのメンテナンス装置。 It is a maintenance device for the ink ejection head, and is provided with a cleaning tank into which the cleaning liquid for immersing the nozzle surface of the ink ejection head is injected. An ink ejection head maintenance device characterized by being connected to a drainage / suction flow path that drains the cleaning liquid and sucks the inside of the tank.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals in different figures indicate parts having the same function, and duplicate description in each figure will be omitted as appropriate.
図1に示すように、本発明の実施形態に係るインク吐出ヘッドのメンテナンス方法は、浸漬工程S1、吸引工程S2、吸液工程S3、試し打ち工程S4を有している。これらの工程において、浸漬工程S1と吸引工程S2を除く工程は必要に応じて省くことができる。 As shown in FIG. 1, the maintenance method of the ink ejection head according to the embodiment of the present invention includes a dipping step S1, a suction step S2, a liquid absorbing step S3, and a trial striking step S4. In these steps, the steps other than the dipping step S1 and the suction step S2 can be omitted as necessary.
前述した各工程を有するインク吐出ヘッドのメンテナンスは、インクジェット装置やディスペンサ装置がインク吐出ヘッドからインクを吐出させて一連の印刷動作を行う前に適宜行われるが、例えば、一連の印刷動作を実行した後で次の印刷動作を開始する前などにも行われる。ここでのメンテナンスは、インク吐出ヘッドのノズル面を対象にして行われ、ノズル面の付着物やノズルの詰まりを除去して、ノズルから吐出されるインクの飛翔状態を正常な状態に戻す。前述したように、全方位インクジェット印刷を行う際には、各方位で重力によるインクの飛翔状態が異なることから、これを補正するための補正工程が一連の印刷動作の前に行われるが、ここでのメンテナンスは、この補正工程の前段に行うことで、補正による効果を高めることができ、安定且つ正確なインクの飛翔状態を継続させることができる。 Maintenance of the ink ejection head having each of the above-mentioned steps is appropriately performed before the inkjet device or the dispenser apparatus ejects ink from the ink ejection head to perform a series of printing operations. For example, a series of printing operations is executed. It is also performed later, such as before starting the next printing operation. The maintenance here is performed on the nozzle surface of the ink ejection head, removes deposits on the nozzle surface and clogging of the nozzle, and returns the flying state of the ink ejected from the nozzle to a normal state. As described above, when performing omnidirectional inkjet printing, the flying state of ink due to gravity differs in each direction, so a correction step for correcting this is performed before a series of printing operations. By performing the maintenance in the previous stage of this correction step, the effect of the correction can be enhanced, and a stable and accurate ink flight state can be maintained.
図2を参照しながら、前述のメンテナンス方法を実行するための装置構成を説明する。全方位インクジェット印刷を行う場合を例にして説明すると、インク吐出ヘッドHは、図示省略した多軸多関節ロボットのアーム先端に支持されて、任意の位置及び方向に移動可能になっており、メンテナンス時においても、多軸多関節ロボットに支持された状態で、インク吐出ヘッドHのノズル面Haに対する各工程の処理が行われる。 A device configuration for executing the above-mentioned maintenance method will be described with reference to FIG. 2. Explaining the case of performing omnidirectional inkjet printing as an example, the ink ejection head H is supported by the arm tip of a multi-axis articulated robot (not shown) and can move in any position and direction for maintenance. Even at times, the processing of each step is performed on the nozzle surface Ha of the ink ejection head H while being supported by the multi-axis articulated robot.
メンテナンス方法を実行するための装置としては、洗浄槽10と吸液シートユニット20が支持面F上に配備されている。洗浄槽10は、その上がメンテナンス時のインク吐出ヘッドHの待機位置になっており、洗浄液が注入される内槽11と、ノズル面Haに掛け流され内槽11から溢れた洗浄液を受ける外槽12とからなる二槽構造になっている。吸液シートユニット20は、ノズル面Haに吸液シートTを接触させるための機構を備えている。
As a device for executing the maintenance method, a
また、メンテナンス方法を実行するための装置としては、洗浄液供給部30と気液分離ボックス40を備えている。洗浄液供給部30は、洗浄液が貯留される洗浄液タンク31を備えている。洗浄液タンク31は、流路(配管)aと流路bを経由して洗浄槽10の内槽11に繋がっている。また、洗浄槽10の内槽11は、流路bと流路cと流路dを経由して気液分離ボックス40に繋がっている。洗浄槽10の外槽12は、流路eを経由して気液分離ボックス40に繋がっている。そして、流路cと流路dの間にエジェクタ50が配備されている。
Further, as an apparatus for executing the maintenance method, a cleaning
前述した各流路は、流路cのバルブV3を閉じて、流路aのバルブV1と流路bのバルブV2を開放することで、洗浄液タンク31から洗浄槽10の内槽11に至る洗浄液注入流路が形成され、この洗浄液注入流路が内槽11に接続されている。また、流路aのバルブV1を閉じて、流路bのバルブV2と流路cバルブV3を開放することで、洗浄槽10の内槽11から気液分離ボックス40に至る排水・吸引流路が形成され、この排水・吸引流路の一方が内槽11に接続されている。流路eは、洗浄槽10の外槽12に溢れた洗浄液を例えば気液分離ボックス40に排水する排水流路になっている。
In each of the above-mentioned flow paths, the valve V3 of the flow path c is closed and the valve V1 of the flow path a and the valve V2 of the flow path b are opened, so that the cleaning liquid from the
エジェクタ50は、前述した排水・吸引流路における排水の流通を積極的に行うと共に、排水・吸引流路における吸引を行って、洗浄槽10の内槽11内を負圧に吸引する。エジェクタ50によって排水又は吸引された内槽11内の洗浄液と空気は、気液分離ボックス40内で分離されて、洗浄液はボックス内に落ちて適宜ドレイン口から排水される。空気は、気液分離ボックス40内で分離されて、適宜排気口から排気される。
The
前述した各工程を具体的に説明する。浸漬工程S1では、バルブV1とバルブV2を開放して、バルブV3を閉じることで、洗浄液注入流路を形成し、洗浄液供給部30を作動(加圧)することで、洗浄液タンク31内の洗浄液を洗浄槽10の内槽11に充填注入する。そして、インク吐出ヘッドHを洗浄槽10上の待機位置に移動して、図3(a)に示すように、注入した洗浄液にインク吐出ヘッドHのノズル面Haを浸漬する。この浸漬状態は、ノズル面Haの付着物が膨潤又は溶解するのに適する時間継続される。その間、洗浄液の内槽11への注入は継続され、内槽11内の洗浄液は、ノズル面Haに掛け流されて、外槽12に溢れ出る。外槽12に溢れ出た洗浄液は、随時、流路eを通って気液分離ボックス40などに排水される。
Each of the above-mentioned steps will be specifically described. In the immersion step S1, the valve V1 and the valve V2 are opened and the valve V3 is closed to form a cleaning liquid injection flow path, and the cleaning
吸引工程S2は、バルブV2とバルブV3を開放し、バルブV1を閉じることで、排水・吸引流路を形成し、エジェクタ50を作動させることで、洗浄槽10の内槽11内の洗浄液を排水し、図3(b)に示すように、内槽11の上端に設けたシール材13にインク吐出ヘッドHの前面を接触させ、洗浄槽10の内槽11内を吸引して負圧状態にする。これによって、ノズル面Haに付着した洗浄液や洗浄液で溶かされたものが吸引除去され、インク吐出ヘッドHにおけるノズルの詰まり抜きが行われる。
In the suction step S2, the valve V2 and the valve V3 are opened, the valve V1 is closed to form a drainage / suction flow path, and the
印刷動作前のメンテナンスでは、前述した吸引工程S2の後に後述する吸液工程S3が行われるが、一連の印刷動作が行われた後の待機時には、前述した浸漬工程S1と吸引工程S2を行った後に、再度内槽11内を洗浄液で満たして、インク吐出ヘッドHの前面を内槽11の上端に設けたシール材13に接触させた状態で待機させる。この際、シール材13上にヘッドHの前面を接触させることで、内槽11をヘッドHで塞ぎ、内槽11内を密封状態にすることができ、内槽11内に溜められた洗浄液の揮発を抑制することができる。
In the maintenance before the printing operation, the liquid absorbing step S3 described later is performed after the suction step S2 described above, but during the standby after the series of printing operations are performed, the immersion step S1 and the suction step S2 described above are performed. Later, the inside of the
吸液工程S3は、インク吐出ヘッドHを吸液シートユニット20上に移動させ、ノズル面Haに吸液シートTを接触させることで、ノズル面Haの残留液を吸液除去する。この際、吸液シートTがノズル面Haの表面を擦らないことが求められる。
In the liquid absorbing step S3, the ink ejection head H is moved onto the liquid absorbing
図4は、吸液シートユニット20の一構成例を示している。吸液シートユニット20は、図4に示すように、支持枠21上に両端がロール上に巻かれた吸液シートTが支持されている。吸液シートTは、未使用のロールT’から使用済みのロールT”の間でノズル面Haの下に弛んだ状態又はテンションがかかった状態で引き出されており、接触ロール22によって、吸液シートTの一部がノズル面Haに線状に接触している。接触ロール22が、支持枠21に対して図示矢印方向に移動することで、吸液シートTとノズル面Haとの接触位置が移動して、ノズル面Haの全面が吸液シートTと接触することになる。この際、ノズル面Haと吸液シートTは相対的に移動しないので、ノズル面Haが吸液シートTで擦られることはない。
FIG. 4 shows a configuration example of the liquid absorbing
ノズル面Haの全面が吸液シートTに接触した1回の吸液工程毎に、使用済みの吸液シートTは、使用済みロールT”に巻き取られ、未使用ロールT’から未使用の吸液シートTがノズル面Haの下に送り出される。この際には、ノズル面Haは、吸液シートTから離れている。 In each liquid absorbing step in which the entire surface of the nozzle surface Ha comes into contact with the liquid absorbing sheet T, the used liquid absorbing sheet T is wound around the used roll T ”and is unused from the unused roll T ′. The liquid absorbing sheet T is sent out below the nozzle surface Ha. At this time, the nozzle surface Ha is separated from the liquid absorbing sheet T.
試し打ち工程S4は、インク吐出ヘッドHのノズル面Haを洗浄槽10上の待機位置に移動させ、インク吐出ヘッドHによるインクの試し打ちを行う。洗浄槽10上で試し打ちを行うことで、ノズルから吐出したインクを洗浄槽10内に収めることができ、インク飛散による周囲の汚染を防ぐことができる。また、試し打ち用のターゲットを別途用意して、そのターゲットに向けて試し打ちを行うようにしても良い。
In the test shot step S4, the nozzle surface Ha of the ink ejection head H is moved to a standby position on the
試し打ち工程S4では、インクの飛翔確認を行うことが望ましい。インクの飛翔確認は、ノズルから吐出されるインクの飛翔状態をカメラ撮影(例えば、動画撮影)し、飛翔状態が正常であるか否かの確認を行う。この際使用するカメラは、一例としては、インク吐出ヘッドの動作制御を行うために、ヘッドに搭載しているカメラを使用することができるが、これに限らず、外部に固定されたカメラなどを使用しても良い。この飛翔状態が正常でないと確認された場合には、前述した工程S1~S4を繰り返して再度メンテナンスを実行し、飛翔状態が正常であると確認された場合には、メンテナンスを終了し、次の印刷動作に備える準備(軌道補正工程など)を行う。 In the trial striking step S4, it is desirable to confirm the flight of the ink. To confirm the flight of ink, the flight state of the ink ejected from the nozzle is photographed by a camera (for example, moving image is photographed), and whether or not the flight state is normal is confirmed. As an example, the camera used at this time can be a camera mounted on the head in order to control the operation of the ink ejection head, but the camera is not limited to this, and a camera fixed to the outside or the like can be used. You may use it. If it is confirmed that the flight state is not normal, the above-mentioned steps S1 to S4 are repeated to perform maintenance again, and if it is confirmed that the flight state is normal, the maintenance is completed and the next step is performed. Prepare for printing operation (track correction process, etc.).
以上説明したように、本発明の実施形態に係るインク吐出ヘッドのメンテナンス方法及びメンテナンス装置によると、インク吐出ヘッドのノズル面を傷付けることなく、インク飛翔への悪影響を無くして、ノズルの目詰まりや付着物を除去することができる。 As described above, according to the ink ejection head maintenance method and the maintenance apparatus according to the embodiment of the present invention, the nozzle surface of the ink ejection head is not damaged, the adverse effect on the ink flight is eliminated, and the nozzle is clogged. Deposits can be removed.
特に、全方位インクジェット印刷を行う際には、各方位で重力によるインクの飛翔状態が異なることから、これを補正するための補正工程が印刷動作前に行われることになるが、本発明の実施形態に係るメンテナンス方法は、この補正工程の前段に行うことで、補正による効果を高めることができ、安定且つ正確なインクの飛翔状態を継続させることができる。 In particular, when performing omnidirectional inkjet printing, since the flying state of ink due to gravity differs in each direction, a correction step for correcting this is performed before the printing operation. By performing the maintenance method according to the form before the correction step, the effect of the correction can be enhanced, and a stable and accurate ink flight state can be maintained.
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and the design changes, etc. within the range not deviating from the gist of the present invention, etc. Even if there is, it is included in the present invention. Further, each of the above-described embodiments can be combined by diverting the techniques of each other as long as there is no particular contradiction or problem in the purpose and configuration thereof.
10:洗浄槽,11:内槽,12:外槽,13:シール材,
20:吸液シートユニット,21:支持枠,22:接触ロール,
30:洗浄液供給部,31:洗浄液タンク,
40:気液分離ボックス,50:エジェクタ,
H:インク吐出ヘッド,Ha:ノズル面,T:吸液シート,a~e:流路,
V1~V3:バルブ
10: Cleaning tank, 11: Inner tank, 12: Outer tank, 13: Sealing material,
20: Liquid absorbing sheet unit, 21: Support frame, 22: Contact roll,
30: Cleaning liquid supply unit, 31: Cleaning liquid tank,
40: Gas-liquid separation box, 50: Ejector,
H: Ink ejection head, Ha: Nozzle surface, T: Liquid absorbing sheet, a to e: Flow path,
V1 to V3: Valve
Claims (7)
前記洗浄槽の洗浄液を排水して、前記洗浄槽内を吸引することで、前記ノズル面に付着した洗浄液を吸引除去すると共に、前記インク吐出ヘッドにおけるノズルの詰まり抜きを行う吸引工程と、
前記ノズル面に吸液シートを接触させることで、前記ノズル面の残留液を吸液除去する吸液工程とを有することを特徴とするインク吐出ヘッドのメンテナンス方法。 A dipping process in which the nozzle surface of the ink ejection head is immersed in the cleaning liquid injected into the cleaning tank, and
A suction step of draining the cleaning liquid from the cleaning tank and sucking the inside of the cleaning tank to suck and remove the cleaning liquid adhering to the nozzle surface and to unclog the nozzle in the ink ejection head.
A method for maintaining an ink ejection head, which comprises a liquid absorbing step of removing a residual liquid on the nozzle surface by bringing the liquid absorbing sheet into contact with the nozzle surface.
前記ノズル面を前記洗浄槽上に位置させ、前記インク吐出ヘッドによるインクの試し打ちを行うことを特徴とする請求項1又は2に記載されたインク吐出ヘッドのメンテナンス方法。 After the liquid absorption step,
The maintenance method for an ink ejection head according to claim 1 or 2, wherein the nozzle surface is located on the cleaning tank, and the ink ejection head is used for trial printing of ink.
インク吐出ヘッドのノズル面を浸漬する洗浄液が注入される洗浄槽を備え、
前記洗浄槽には、槽内に洗浄液を注入する洗浄液注入流路と、槽内の洗浄液を排水すると共に槽内を吸引する排水・吸引流路が接続されていることを特徴とするインク吐出ヘッドのメンテナンス装置。 It is a maintenance device for the ink ejection head.
Equipped with a cleaning tank in which the cleaning liquid that immerses the nozzle surface of the ink ejection head is injected.
The ink ejection head is characterized in that the cleaning tank is connected to a cleaning liquid injection flow path for injecting the cleaning liquid into the tank and a drainage / suction flow path for draining the cleaning liquid in the tank and sucking the cleaning liquid in the tank. Maintenance equipment.
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