JP5527452B2 - Pressure regulating valve and droplet discharge device provided with the same - Google Patents

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Description

本発明は、機能液供給手段から機能液滴吐出ヘッドに機能液を適正に減圧供給する圧力調整弁およびこれを備えた液滴吐出装置に関するものである。   The present invention relates to a pressure adjusting valve that appropriately decompresses a functional liquid from a functional liquid supply means to a functional liquid droplet ejection head, and a liquid droplet ejection apparatus including the pressure adjustment valve.

従来、サブタンクの機能液を、所定の圧力に減圧して機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁が知られている(特許文献1参照)。この圧力調整弁は、バルブハウジング内に形成された流入ポートに連通する1次室および流出ポートに連通する2次室と、1次室と2次室との間の隔壁を連通する連通流路と、1次室側の連通流路開口縁部を弁座として連通流路を1次室側から開閉する弁体と、2次室の1の面を構成すると共に、弁体を大気圧基準で開閉するダイヤフラム(受圧膜体)と、弁体を閉弁方向に付勢する弁体ばねと、を備えている。圧力調整弁を構成するバルブハウジング、隔壁および弁体等の部材は、導入する機能液に対する耐溶剤性やガスバリアー性を担保するためにステンレス等の耐食性金属で形成されている。
一方、弁体は、弁座に直接接触するOリングと、Oリングを保持する保持部、および保持部から連通流路を挿通して延びる軸部から成る弁ホルダーと、を有している。また、連通流路は断面十字状に形成され、これに挿通した軸部がダイヤフラムに当接している。すなわち、ダイヤフラムと弁体ばねが拮抗した状態で、ダイヤフラムの挙動を受けて弁体が開閉するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a pressure adjusting valve that reduces the functional liquid in a sub tank to a predetermined pressure and supplies it to a functional droplet discharge head (see Patent Document 1). The pressure regulating valve includes a primary chamber communicating with an inflow port formed in the valve housing, a secondary chamber communicating with the outflow port, and a communication channel communicating with a partition between the primary chamber and the secondary chamber. And a valve body that opens and closes the communication flow path from the primary chamber side with the opening edge of the communication flow path on the primary chamber side as a valve seat, and one surface of the secondary chamber, and the valve body is based on atmospheric pressure And a valve body spring that urges the valve body in the valve closing direction. Members such as a valve housing, a partition wall, and a valve body constituting the pressure regulating valve are formed of a corrosion-resistant metal such as stainless steel in order to ensure solvent resistance and gas barrier properties against the introduced functional liquid.
On the other hand, the valve body includes an O-ring that directly contacts the valve seat, a holding portion that holds the O-ring, and a valve holder that includes a shaft portion that extends from the holding portion through the communication channel. The communication channel is formed in a cross shape in cross section, and a shaft portion inserted through the communication channel is in contact with the diaphragm. That is, the valve element opens and closes in response to the behavior of the diaphragm in a state where the diaphragm and the valve element spring are antagonistic.

特開2006−163733号公報JP 2006-163733 A

しかし、このような圧力調整弁では、弁体の軸部と連通流路との間に微小な間隙を有しているものの、連通流路が断面十字状に形成されているため、弁体の開閉動作に伴って、弁体の軸部と連通流路の流路壁とが接触すると、部分当りとなって比較的大きな摺動抵抗を生ずる。特に、弁体の軸部と連通流路の流路壁とは、ステンレス等の金属同士であるため、摩擦が大きく、弁体の円滑な開閉動作が阻害され、弁体が円滑に動作しなくなるという問題があった。   However, in such a pressure regulating valve, although there is a minute gap between the shaft portion of the valve body and the communication flow path, the communication flow path is formed in a cross-shaped cross section. When the shaft portion of the valve body and the flow path wall of the communication flow path come into contact with the opening / closing operation, a relatively large sliding resistance is generated per part. In particular, since the shaft portion of the valve body and the flow path wall of the communication flow path are made of metal such as stainless steel, the friction is large, the smooth opening / closing operation of the valve body is hindered, and the valve body does not operate smoothly. There was a problem.

本発明は、弁体を円滑に開閉動作させることができる圧力調整弁およびこれを備えた液滴吐出装置を提供することをその課題としている。   An object of the present invention is to provide a pressure regulating valve capable of smoothly opening and closing a valve body and a droplet discharge device including the pressure regulating valve.

本発明の圧力調整弁は、バルブハウジング内の1次室と2次室とを画成する隔壁に貫通形成された連通流路と、連通流路を形成した隔壁の1次室側開口縁部を弁座として、連通流路を開閉する弁体と、2次室の1の面を構成すると共に弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、を備え、機能液供給手段から1次室に供給された機能液を、弁体の開閉動作により圧力調整して2次室に供給し、2次室からインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁であって、弁体は、1次室に配設され弁座に対し直接開閉動作する弁体本体と、弁体本体を保持する保持部、および保持部から連通流路を同軸上に挿通して延び受圧膜体に当接する作動軸部から成る弁ホルダーと、を有し、作動軸部は、受圧膜体に向って先細りのテーパー形状に形成され、連通流路は、作動軸部に対し相補的形状に形成されていることを特徴とする。   The pressure regulating valve of the present invention includes a communication channel formed through a partition wall defining a primary chamber and a secondary chamber in a valve housing, and a primary chamber side opening edge of the partition wall forming the communication channel. As a valve seat, and a pressure-receiving membrane body that opens and closes the communication passage on the basis of the atmospheric pressure while constituting a surface of the secondary chamber and opening and closing the communication passage on the basis of atmospheric pressure. A pressure adjusting valve that adjusts the pressure of a functional liquid supplied to a next chamber by an opening / closing operation of a valve body, supplies the pressure to a secondary chamber, and supplies the functional fluid to an ink jet type functional liquid droplet ejection head from the secondary chamber. The body is disposed in the primary chamber and opens / closes directly with respect to the valve seat, a holding part for holding the valve body, and a pressure receiving film body extending coaxially through the communication channel from the holding part A valve holder comprising an operating shaft portion that abuts against the pressure shaft, and the operating shaft portion tapers toward the pressure-receiving film body. Is formed into a shape, communication channel is characterized by being formed in a complementary shape with respect to actuation shaft portion.

この場合、弁体本体が弁座に密接する閉弁状態において、作動軸部は、連通流路に対し微小間隙を存して挿通していることが、好ましい。   In this case, in a closed state where the valve body main body is in close contact with the valve seat, it is preferable that the operating shaft portion is inserted into the communication channel with a minute gap.

これらの構成によれば、作動軸部が受圧膜体に向ってテーパー形状に形成されていると共に、連通流路が作動軸部と相補的形状に形成されているため、弁体が開弁動作する際、作動軸部が連通流路の流路壁から離れるように移動する。したがって、作動軸部が連通流路の流路壁に接触することがあっても、大きな摺動抵抗が生じることがなく、受圧膜体の動きに対応して開閉動作する弁体を、円滑に動作させることができなる。また、弁体の弁開度に応じて連通流路の流路面積が変化するため、例えば機能液滴吐出ヘッド側から、機能液を強制吸引する動作においては、弁体が大きく開弁したときに、これに応じて多量の機能液を流路抵抗無く(圧力損失無く)2次室に流入させることができる。   According to these configurations, the operating shaft portion is formed in a tapered shape toward the pressure receiving membrane body, and the communication passage is formed in a shape complementary to the operating shaft portion, so that the valve body is opened. In doing so, the operating shaft portion moves away from the channel wall of the communication channel. Therefore, even if the operating shaft portion contacts the flow path wall of the communication flow path, a large sliding resistance does not occur, and the valve body that opens and closes in response to the movement of the pressure receiving film body can be smoothly It becomes impossible to operate. In addition, since the flow passage area of the communication flow path changes according to the valve opening of the valve body, for example, in the operation of forcibly sucking the functional liquid from the functional liquid droplet ejection head side, when the valve body is largely opened In response to this, a large amount of functional liquid can be allowed to flow into the secondary chamber without channel resistance (without pressure loss).

この場合、弁体本体は、Oリングで構成され、保持部と作動軸部との境界部分には、作動軸部を延長して形成された弁体本体の抜止め部が形成されていることが、好ましい。   In this case, the valve body is configured by an O-ring, and a retaining portion of the valve body that is formed by extending the operating shaft is formed at the boundary between the holding portion and the operating shaft. Is preferred.

この構成によれば、作動軸部のテーパー形状を利用することで、Oリングの抜止め部を簡単に形成することができる。   According to this configuration, the retaining portion of the O-ring can be easily formed by utilizing the tapered shape of the operating shaft portion.

本発明の液滴吐出装置は、上記の圧力調整弁と、機能液供給手段と、機能液滴吐出ヘッドと、を備え、ワークに対し機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、ワーク上に機能液を吐出して描画を行なうことを特徴とする。   A liquid droplet ejection apparatus according to the present invention includes the pressure adjusting valve, a functional liquid supply unit, and a functional liquid droplet ejection head, and moves the functional liquid droplet ejection head relative to the workpiece while moving the functional liquid droplet ejection head relative to the workpiece. Then, drawing is performed by discharging the functional liquid.

この構成によれば、機能液供給手段から機能液滴吐出ヘッドに機能液を適正圧力で安定して供給することができ、機能液滴吐出ヘッドのワークへの描画品質を向上させることができる。   According to this configuration, the functional liquid can be stably supplied from the functional liquid supply means to the functional liquid droplet ejection head at an appropriate pressure, and the drawing quality of the functional liquid droplet ejection head on the workpiece can be improved.

液滴吐出装置の斜視図である。It is a perspective view of a droplet discharge device. 液滴吐出装置の平面図である。It is a top view of a droplet discharge device. 液滴吐出装置の側面図である。It is a side view of a droplet discharge device. キャリッジの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a carriage. 機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。It is a front and back external perspective view of a functional liquid droplet ejection head. 機能液供給装置の模式図である。It is a schematic diagram of a functional liquid supply apparatus. 圧力調整弁の平面図である。It is a top view of a pressure regulating valve. 圧力調整弁のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of a pressure control valve. 弁体廻りの拡大図である。It is an enlarged view around the valve body. 圧力調整弁の開閉動作を説明するための説明図(1)である。It is explanatory drawing (1) for demonstrating the opening / closing operation | movement of a pressure regulating valve. 圧力調整弁の開閉動作を説明するための説明図(2)である。It is explanatory drawing (2) for demonstrating the opening / closing operation | movement of a pressure regulating valve.

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る圧力調整弁を備え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、液晶表示装置のカラーフィルタや有機EL装置の各画素となる発光素子等を形成するものである。また、圧力調整弁は、機能液滴吐出ヘッドに機能液を一定圧力で減圧供給するものである。   Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a droplet discharge device including a pressure regulating valve according to an embodiment of the present invention will be described. This droplet discharge device is incorporated in a flat panel display production line, and uses, for example, a function droplet discharge head into which a special ink or a functional liquid that is a light-emitting resin liquid is introduced, and the color of a liquid crystal display device A light emitting element or the like to be used for each pixel of a filter or an organic EL device is formed. The pressure regulating valve supplies the functional liquid to the functional liquid droplet ejection head at a constant pressure.

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11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12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13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14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14に機能液を供給する機能液供給ユニット6と、を備えている。また、チャンバ5の側壁の一部には、機能液を貯留するメインタンク51等を収納するタンクキャビネット7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14を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット6から供給された機能液を吐出させ、ワークWに所定の描画パターンを描画する。   As shown in FIGS. 1 to 3, the droplet discharge device 1 is disposed on an X-axis support base 11 supported by a stone surface plate, and extends in the X-axis direction, which is the main scanning direction, to extend a workpiece W. Is disposed on a pair of Y-axis support bases 13 that are bridged across the X-axis table 2 via a plurality of columns 12 and in the sub-scanning direction. A Y-axis table 3 extending in the Y-axis direction, and 13 carriage units 4 suspended in a movable manner on the Y-axis table 3 and mounted with a plurality (twelve) functional liquid droplet ejection heads 14; , Is composed of. Further, the droplet discharge device 1 includes a chamber 5 that houses these devices in an atmosphere in which temperature and humidity are controlled, and a functional liquid that passes through the chamber 5 and supplies the functional liquid to the functional droplet discharge head 14. And a supply unit 6. In addition, a tank cabinet 7 for storing a main tank 51 and the like for storing the functional liquid is provided in a part of the side wall of the chamber 5. The droplet discharge device 1 discharges the functional liquid supplied from the functional liquid supply unit 6 by discharging the functional droplet discharge head 14 in synchronization with the driving of the X-axis table 2 and the Y-axis table 3. Then, a predetermined drawing pattern is drawn on the workpiece W.

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および吐出性能検査ユニット18から成るメンテナンス装置8を備えており、これらユニットを機能液滴吐出ヘッド14の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド14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とが交わる領域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8(吸引ユニット16、ワイピングユニット17)が交わる領域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14の機能維持・機能回復を行う。   The droplet discharge device 1 includes a maintenance device 8 including a flushing unit 15, a suction unit 16, a wiping unit 17, and a discharge performance inspection unit 18, and these units are used for maintenance of the functional droplet discharge head 14. The function of the functional liquid droplet ejection head 14 is maintained and recovered. In the droplet discharge device 1 of the present embodiment, the workpiece W is drawn with the carriage unit 4 facing the area where the X-axis table 2 and the Y-axis table 3 intersect, and the Y-axis table 3 and the maintenance device 8 (suction unit) 16, the carriage unit 4 faces the area where the wiping unit 17) intersects, and the function of the functional liquid droplet ejection head 14 is maintained and recovered.

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を吸着セットするセットテーブル21と、セットテーブル21をX軸方向にスライド自在に支持するX軸第1スライダー22と、上記した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スライダー23と、X軸方向に延在し、X軸第1スライダー22およびX軸第2スライダー23をX軸方向に移動させる左右一対のX軸リニアモーター(図示省略)と、を備えている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the X-axis table 2 includes a set table 21 that sucks and sets the workpiece W, an X-axis first slider 22 that slidably supports the set table 21 in the X-axis direction, and the above-described configuration. An X-axis second slider 23 that slidably supports the flushing unit 15 and the discharge performance inspection unit 18 in the X-axis direction, and extends in the X-axis direction, and the X-axis first slider 22 and the X-axis second slider 23 are X A pair of left and right X-axis linear motors (not shown) that move in the axial direction.

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24と、各ブリッジプレート24を両持ちで支持する13組のY軸スライダー(図示省略)と、一対のY軸支持ベース13上に設置され、ブリッジプレート24をY軸方向に移動させる一対のY軸リニアモーター(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14を副走査するほか、機能液滴吐出ヘッド14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。   The Y-axis table 3 includes 13 bridge plates 24 each having 13 carriage units 4 suspended therein, 13 sets of Y-axis sliders (not shown) that support the bridge plates 24 in both ends, and a pair of Y-axis tables. A pair of Y-axis linear motors (not shown) are provided on the shaft support base 13 and move the bridge plate 24 in the Y-axis direction. In addition, the Y-axis table 3 performs sub-scanning of the functional liquid droplet ejection head 14 during drawing via each carriage unit 4 and causes the functional liquid droplet ejection head 14 to face the suction unit 16 and the wiping unit 17. In this case, the carriage units 4 can be moved independently and individually, or the 13 carriage units 4 can be moved together.

図4に示すように、各キャリッジユニット4は、R・G・Bの3色、各4個(計12個)の機能液滴吐出ヘッド14と、12個の機能液滴吐出ヘッド14を6個ずつ2群に分けて、各機能液滴吐出ヘッド14が同一の水平面内に配設されるように支持するヘッドプレート25と、から成るヘッドユニット26を備えている。また、各キャリッジユニット4は、機能液滴吐出ヘッド14に機能液を大気圧基準で減圧供給する圧力調整弁27(詳細は後述する。)と、ヘッドユニット26をθ補正(θ回転)可能に支持するθ回転機構28と、θ回転機構28を介して、ヘッドユニット26をブリッジプレート24に支持させる吊設部材29(共に図3参照)と、を備えている。加えて、各キャリッジユニット4は、機能液を一時的に貯留するサブタンク46(図1参照)が配設されており(実際には、ブリッジプレート24上に配設)、このサブタンク46および圧力調整弁27により、各機能液滴吐出ヘッド14に対して一定圧力で機能液が供給されるようになっている。   As shown in FIG. 4, each carriage unit 4 includes three color droplets of R, G, and B, each of four (total 12) functional droplet ejection heads 14 and 12 functional droplet ejection heads 14. Each is divided into two groups, and a head unit 26 including a head plate 25 that supports each functional liquid droplet ejection head 14 so as to be disposed in the same horizontal plane is provided. In addition, each carriage unit 4 is capable of performing θ correction (θ rotation) on the pressure adjusting valve 27 (details will be described later) for supplying the functional liquid to the functional liquid droplet ejection head 14 under reduced pressure on the basis of atmospheric pressure. A θ rotation mechanism 28 to be supported and a suspension member 29 (both see FIG. 3) for supporting the head unit 26 on the bridge plate 24 via the θ rotation mechanism 28 are provided. In addition, each carriage unit 4 is provided with a sub-tank 46 (see FIG. 1) for temporarily storing the functional liquid (actually provided on the bridge plate 24). A functional liquid is supplied to each functional liquid droplet ejection head 14 at a constant pressure by the valve 27.

図5に示すように、機能液滴吐出ヘッド14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34を有する機能液導入部31と、機能液導入部31に連なる2連のヘッド基板32と、ヘッド基板32の下方に連なり機能液を吐出するヘッド本体33と、を備えている(図5(a)参照)。機能液導入部31は、ノズル列39の数に対応した2連の接続針34を有しており、サブタンク46からの機能液を、機能液供給システム48(図6参照)を介して供給されるようになっている。また、ヘッド本体33は、ピエゾ素子等で構成される2連のポンプ部35と、複数の吐出ノズル37が形成されたノズル面38を有するノズルプレート36と、を有している。ノズルプレート36のノズル面38に形成された多数の吐出ノズル37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39を構成しており、各ノズル列39は、等ピッチで並べた180個の吐出ノズル37で構成されている(図5(b)参照)。ヘッド基板32には、2連のコネクター40が設けられており、各コネクター40は、フレキシブルフラットケーブル19(図4参照)を介して図外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ー40を介して各ポンプ部35(圧電素子)に印加されることで、各吐出ノズル37から機能液が吐出される。   As shown in FIG. 5, the functional liquid droplet ejection head 14 is a so-called double ink jet head, which is a functional liquid introduction part 31 having two connection needles 34, and a double head connected to the functional liquid introduction part 31. A substrate 32 and a head main body 33 that discharges the functional liquid are provided below the head substrate 32 (see FIG. 5A). The functional liquid introduction unit 31 has two connection needles 34 corresponding to the number of nozzle rows 39, and the functional liquid from the sub tank 46 is supplied via the functional liquid supply system 48 (see FIG. 6). It has become so. The head main body 33 includes a double pump unit 35 composed of a piezoelectric element or the like, and a nozzle plate 36 having a nozzle surface 38 on which a plurality of discharge nozzles 37 are formed. A large number of discharge nozzles 37 formed on the nozzle surface 38 of the nozzle plate 36 constitute two nozzle rows 39 arranged in parallel with each other and shifted by a half nozzle pitch position. , 180 discharge nozzles 37 arranged at an equal pitch (see FIG. 5B). The head substrate 32 is provided with two series of connectors 40, and each connector 40 is connected to a control device (not shown) via the flexible flat cable 19 (see FIG. 4). The drive waveform output from the control device is applied to each pump unit 35 (piezoelectric element) via each connector 40, so that the functional liquid is discharged from each discharge nozzle 37.

次に、図6を参照して、機能液供給ユニット6について説明する。機能液供給ユニット6は、上記した3色に対応した3組の機能液供給装置(機能液供給手段)41と、メインタンク51およびサブタンク46等に制御用の圧縮窒素ガスを供給する窒素ガス供給設備42と、各種開閉弁の制御用の圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給設備43と、各部からガス排気を行うためのガス排気設備44と、を備えている。3組の機能液供給装置41は、それぞれ3色に対応した機能液滴吐出ヘッド14に接続されており、これにより、各色の機能液滴吐出ヘッド14には、対応する色の機能液が供給される。   Next, the functional liquid supply unit 6 will be described with reference to FIG. The functional liquid supply unit 6 supplies three sets of functional liquid supply devices (functional liquid supply means) 41 corresponding to the three colors described above, and a nitrogen gas supply that supplies compressed nitrogen gas for control to the main tank 51, the sub tank 46, and the like. A facility 42, a compressed air supply facility 43 for supplying compressed air for controlling various on-off valves, and a gas exhaust facility 44 for exhausting gas from each part are provided. The three sets of functional liquid supply devices 41 are connected to the functional liquid droplet ejection heads 14 corresponding to the three colors, respectively, so that the functional liquids of the corresponding colors are supplied to the functional liquid droplet ejection heads 14 of the respective colors. Is done.

各機能液供給装置41は、機能液の供給源を構成する2つのメインタンク51,51を有するメインタンクユニット45と、各キャリッジユニット4に対応した13個のサブタンク46と、メインタンクユニット45および各サブタンク46を接続する上流側機能液流路47と、サブタンク46からの機能液を機能液滴吐出ヘッド14に減圧供給する圧力調整弁27と、各サブタンク46および各圧力調整弁27を接続する13組の下流側機能液流路49と、を備えている。各メインタンク51内の機能液は、これに接続した窒素ガス供給設備42からの圧縮窒素ガスにより加圧され、ガス排気設備44を介して大気開放された13個のサブタンク46に上流側機能液流路47を介して選択的に供給される。そして、サブタンク46の機能液は、下流側機能液流路49および圧力調整弁27を介して、各機能液滴吐出ヘッド14に一定圧力で供給される。   Each functional liquid supply device 41 includes a main tank unit 45 having two main tanks 51 and 51 that constitute a functional liquid supply source, 13 sub tanks 46 corresponding to each carriage unit 4, a main tank unit 45, The upstream-side functional liquid channel 47 connecting each sub-tank 46, the pressure adjusting valve 27 for supplying the functional liquid from the sub-tank 46 to the functional liquid droplet ejection head 14 under reduced pressure, and each sub-tank 46 and each pressure adjusting valve 27 are connected. 13 sets of downstream-side functional liquid channels 49. The functional liquid in each main tank 51 is pressurized by compressed nitrogen gas from the nitrogen gas supply equipment 42 connected thereto, and is supplied to the 13 sub-tanks 46 opened to the atmosphere via the gas exhaust equipment 44 in the upstream side functional liquid. It is selectively supplied via the flow path 47. Then, the functional liquid in the sub tank 46 is supplied to each functional liquid droplet ejection head 14 at a constant pressure via the downstream functional liquid flow path 49 and the pressure adjustment valve 27.

上流側機能液流路47は、上流端がメインタンクユニット45に接続されており、13分岐流路52を介して、下流端がサブタンク46にそれぞれ接続されている。また、上流側機能液流路47には、上流側から、機能液中の気泡を除去する気泡除去ユニット53と、上流側の上流側機能液流路47内に混入した気泡を除去するエアー抜きユニット54と、が介設されている。メインタンクユニット45から供給された機能液は、13分岐流路52により13個に分流して各サブタンク46に供給される。   The upstream functional liquid channel 47 has an upstream end connected to the main tank unit 45 and a downstream end connected to the sub tank 46 via a 13-branch channel 52. The upstream functional liquid channel 47 has a bubble removing unit 53 for removing bubbles in the functional liquid and an air vent for removing bubbles mixed in the upstream functional liquid channel 47 on the upstream side. A unit 54 is interposed. The functional liquid supplied from the main tank unit 45 is divided into 13 parts by the 13 branch flow paths 52 and supplied to each sub tank 46.

次に、図7ないし図9を参照して、圧力調整弁27について説明する。圧力調整弁27は、主要部を成す調整弁本体61と、調整弁本体61の流入側に差込み接合した流入コネクター62と、調整弁本体61の流出側に差込み接合した流出コネクター63と、を備えている。そして、流入コネクター62には、流入側押えナット64を介して、サブタンク46に接続した下流側機能液流路49が接続され、流出コネクター63には、流出側押えナット65を介して、機能液滴吐出ヘッド14に連なるヘッド接続チューブ100が接続されている。   Next, the pressure regulating valve 27 will be described with reference to FIGS. The pressure regulating valve 27 includes a regulating valve main body 61 constituting a main part, an inflow connector 62 inserted and joined to the inflow side of the regulating valve main body 61, and an outflow connector 63 inserted and joined to the outflow side of the regulating valve main body 61. ing. The inflow connector 62 is connected to the downstream functional liquid channel 49 connected to the sub tank 46 via the inflow side presser nut 64, and the outflow connector 63 is connected to the functional liquid via the outflow side presser nut 65. A head connection tube 100 connected to the droplet discharge head 14 is connected.

調整弁本体61(圧力調整弁27)は、前面および後面の中央部が凹型形成されたバルブハウジング71と、バルブハウジング71と共に1次室75を画成する蓋体72と、バルブハウジング71に受圧膜体73を固定することでバルブハウジング71と共に2次室76を画成する膜体押え部材74と、で構成されている。また、1次室75および2次室76は、バルブハウジング71の一部を構成する隔壁77を隔てて同軸上に配設されており、隔壁77の中心部(軸心)には、1次室75および2次室76を連通する連通流路78が貫通形成されている。   The regulating valve main body 61 (pressure regulating valve 27) includes a valve housing 71 having a concave front center portion and a rear central portion, a lid body 72 that defines the primary chamber 75 together with the valve housing 71, and pressure received by the valve housing 71. A film body pressing member 74 that defines a secondary chamber 76 together with the valve housing 71 by fixing the film body 73. The primary chamber 75 and the secondary chamber 76 are coaxially arranged with a partition wall 77 constituting a part of the valve housing 71, and the primary portion (axial center) of the partition wall 77 has a primary portion. A communication channel 78 that communicates the chamber 75 and the secondary chamber 76 is formed to penetrate therethrough.

1次室75は、隔壁77を主体とするバルブハウジング71の後面および蓋体72により形成されている。また、1次室75の上部には、1次室75から径方向斜めに延びる流入ポート81が形成され、中心部には、連通流路78に連なる1次室側開口部82が開口している。そして、この1次室側開口部82には、1次室75側から連通流路78を開閉する弁体84が臨む一方、これに対応して、1次室側開口部82の周縁部により、弁体84が離接する弁座83が構成されている。なお、弁体84は、係合した弁体付勢ばね85によって、閉弁方向(2次室76側)に弱い力で付勢されている。   The primary chamber 75 is formed by a rear surface of the valve housing 71 having a partition wall 77 as a main body and a lid 72. In addition, an inflow port 81 extending obliquely in the radial direction from the primary chamber 75 is formed in the upper portion of the primary chamber 75, and a primary chamber side opening 82 connected to the communication channel 78 is opened in the center. Yes. The primary chamber side opening 82 faces a valve body 84 that opens and closes the communication flow path 78 from the primary chamber 75 side. Correspondingly, the peripheral portion of the primary chamber side opening 82 A valve seat 83 to which the valve body 84 is separated is formed. The valve body 84 is biased with a weak force in the valve closing direction (secondary chamber 76 side) by the engaged valve body biasing spring 85.

2次室76は、バルブハウジング71の前面および受圧膜体73により形成されている。また、2次室76の下部には、真下に延びる流出ポート86が形成され、中心部には、連通流路78に連なる2次室側開口部87が開口している。そして、この2次室側開口部87の周縁部と受圧膜体73との間には、受圧膜体73を前方向に向かって付勢する膜体付勢ばね88が介設されている。   The secondary chamber 76 is formed by the front surface of the valve housing 71 and the pressure receiving film body 73. In addition, an outflow port 86 that extends directly below is formed in the lower part of the secondary chamber 76, and a secondary chamber side opening 87 that is continuous with the communication flow path 78 is opened in the center. A film body urging spring 88 for urging the pressure receiving film body 73 in the forward direction is interposed between the peripheral edge of the secondary chamber side opening 87 and the pressure receiving film body 73.

受圧膜体73は、樹脂フィルムで構成した膜体本体91と、膜体本体91の中央部に接着した樹脂製の受圧板92と、で構成されている。受圧板92は、膜体本体91と同心の円板状に、且つ膜体本体91に対し十分に小さい径に形成されており、その中央に弁体84が当接するようになっている。   The pressure receiving film body 73 includes a film body main body 91 made of a resin film, and a resin pressure receiving plate 92 bonded to the central portion of the film body main body 91. The pressure receiving plate 92 is formed in a disk shape concentric with the membrane body main body 91 and has a sufficiently small diameter with respect to the membrane body main body 91, and the valve body 84 comes into contact with the center thereof.

連通流路78は、上記したように、バルブハウジング71の中央部分を構成する隔壁77を直交方向から貫通するように形成されている。連通流路78は、その1次室側開口部82が大径で、2次室側開口部87が小径となる、先細りのテーパー形状に形成されている。詳細は後述するが、連通流路78に挿通する弁体84の作動軸部99が先細りのテーパー形状に形成されており、連通流路78は、この作動軸部99と相補的形状に形成されている。   As described above, the communication channel 78 is formed so as to penetrate the partition wall 77 constituting the central portion of the valve housing 71 from the orthogonal direction. The communication channel 78 is formed in a tapered shape with a primary chamber side opening 82 having a large diameter and a secondary chamber side opening 87 having a small diameter. As will be described in detail later, the operating shaft portion 99 of the valve body 84 inserted into the communication channel 78 is formed in a tapered shape, and the communication channel 78 is formed in a complementary shape to the operation shaft portion 99. ing.

弁体84は、図9に示すように、弁機能を奏する弁体本体94と、弁体本体94を保持する弁ホルダー95と、を備えている。弁体84は、受圧膜体73による大気圧基準で、弁座83となる1次室側開口部82の周縁部に離接することで開閉し、この開閉を繰り返すことにより、機能液が1次室75から2次室76に間欠的に流入する。   As shown in FIG. 9, the valve body 84 includes a valve body main body 94 that performs a valve function, and a valve holder 95 that holds the valve body main body 94. The valve body 84 opens and closes by being separated from and contacting the peripheral edge of the primary chamber side opening 82 serving as the valve seat 83 on the basis of the atmospheric pressure by the pressure receiving film body 73, and the functional liquid is primary by repeating this opening and closing. It flows intermittently from the chamber 75 into the secondary chamber 76.

弁体本体94は、耐薬品性のパーフルオロゴムの素材で構成された、いわゆるОリングであり、通常に用いられるシリコンゴム製の弁体本体94に比して硬質なものとなっている。そして、弁ホルダー95に装着した弁体本体94の前端部分が、弁座83に離接して弁の機能を奏するようになっている。   The valve body 94 is a so-called O-ring made of a chemical-resistant perfluoro rubber material, and is harder than the normally used silicone rubber valve body 94. And the front-end part of the valve body main body 94 with which the valve holder 95 was mounted | worn is separated from the valve seat 83, and there exists a function of a valve.

弁ホルダー95は、断面略「T」字状に形成されており、同軸上において軸線方向の後方から、弁体付勢ばね85が係合する厚肉円板状のホルダーベース96と、ホルダーベース96に連なり、弁体本体94を直接保持する保持部97と、保持部97に連なり、弁体本体94を抜止め状態に保持する抜止め部98と、抜止め部98の先端から延在した作動軸部99と、から構成されている。そして、弁体本体94は、作動軸部99側から抜止め部98を乗り越えて装着されている。また、作動軸部99(弁ホルダー95)は、上記の連通流路78に挿通して、その先端が受圧板92(受圧膜体73)に当接している。なお、請求項に言う保持部は、上記のホルダーベース96と保持部97とから構成されている。   The valve holder 95 is formed to have a substantially “T” cross section, and is a thick disk-shaped holder base 96 that engages with the valve body biasing spring 85 from the rear side in the axial direction on the same axis, and a holder base. 96, a holding part 97 that directly holds the valve body 94, a retaining part 98 that is connected to the holding part 97 and holds the valve body 94 in a retaining state, and extends from the tip of the retaining part 98. And an operating shaft portion 99. The valve body 94 is mounted over the retaining portion 98 from the operating shaft 99 side. Further, the operating shaft 99 (valve holder 95) is inserted into the communication channel 78, and the tip thereof is in contact with the pressure receiving plate 92 (pressure receiving film body 73). In addition, the holding part said to the claim is comprised from said holder base 96 and the holding part 97. FIG.

ホルダーベース96は、円形の板状に形成されており、1次室75側の受圧部を構成すると共に、その背面側には、弁体付勢ばね85が係合する環状のばね受け部102が形成されている。ホルダーベース96は、その背面で1次室75の圧力を受けると共に、弁体付勢ばね85により閉弁方向に弱い力で付勢されている。   The holder base 96 is formed in a circular plate shape and constitutes a pressure receiving portion on the primary chamber 75 side, and an annular spring receiving portion 102 to which a valve body urging spring 85 is engaged on the back side. Is formed. The holder base 96 receives the pressure of the primary chamber 75 on the back surface, and is biased by a valve body biasing spring 85 with a weak force in the valve closing direction.

保持部97は、ホルダーベース96に連なり、弁体本体94の内径より僅かに太径に形成され、且つ弁体本体94の装着時において、弁体本体94の前端より突出しない長さに形成されている。   The holding portion 97 is connected to the holder base 96, is formed with a diameter slightly larger than the inner diameter of the valve body main body 94, and has a length that does not protrude from the front end of the valve body main body 94 when the valve body main body 94 is mounted. ing.

抜止め部98は、保持部97の先端に連なる段部で構成され、弁体本体94が弁座83に当接する部位を僅かに残して、抜止め状態に保持する。すなわち、抜止め部98の前端は、弁体本体94の前端より後退した位置にあり、弁体本体94の内径より僅かに太径に形成された作動軸部99からの延長部分で構成されている。   The retaining portion 98 is constituted by a stepped portion that is continuous with the tip of the retaining portion 97, and retains the portion where the valve body main body 94 abuts against the valve seat 83 in a retaining state. That is, the front end of the retaining portion 98 is at a position retracted from the front end of the valve body main body 94, and is constituted by an extended portion from the operating shaft portion 99 formed slightly thicker than the inner diameter of the valve body main body 94. Yes.

作動軸部99は、太径に形成された抜止め部98の先端から先細りのテーパー形状に形成されており、先端が受圧板92からの押圧を受けるように平坦面、或いは半球状(図示省略)に形成されている。また、作動軸部99は、上記の連通流路78に1次室75側から挿通しており、上記の連通流路78は、作動軸部99に対して相補的形状にされている。弁体本体94が弁座83に当接する閉弁状態では、作動軸部99と連通流路78の流路壁との間に微少間隙が生ずるように構成されており、後述する閉弁動作において、弁体本体94が弁座83に当接する前に作動軸部99が流路壁に接触しないようになっている。そして、この状態から弁体本体94が開弁し、作動軸部99が後退すると、作動軸部99の連通流路78の流路壁との間に十分な断面積の流路が確保される。この場合、作動軸部99と流路壁との間の流路面積は、弁体84のストロークに比例して大小変化することになる。   The operating shaft portion 99 is formed in a tapered shape tapered from the tip of the retaining portion 98 formed in a large diameter, and the tip is flat or hemispherical (not shown) so as to receive the pressure from the pressure receiving plate 92. ). Further, the operating shaft portion 99 is inserted into the communication channel 78 from the primary chamber 75 side, and the communication channel 78 has a complementary shape with respect to the operation shaft portion 99. In the valve closing state in which the valve body 94 is in contact with the valve seat 83, a minute gap is formed between the operating shaft portion 99 and the flow path wall of the communication flow path 78. Before the valve body main body 94 comes into contact with the valve seat 83, the operation shaft portion 99 does not contact the flow path wall. Then, when the valve body 94 is opened from this state and the operating shaft portion 99 is retracted, a flow passage having a sufficient cross-sectional area is secured between the flow passage wall of the communication flow passage 78 of the operating shaft portion 99. . In this case, the flow path area between the operating shaft portion 99 and the flow path wall changes in proportion to the stroke of the valve body 84.

次に、図10および図11を参照して、弁体84の開閉動作について説明する。上記のように構成された圧力調整弁27では、例えば機能液滴吐出ヘッド14の液滴吐出により2次室76の圧力が下がってゆくと(図10(a)参照)、大気圧により受圧膜体73が凹変形してゆき、受圧板92が作動軸部99を介して弁体84を1次室75側に押圧する。このとき、作動軸部99は、その周面が連通流路78の流路壁から離れるように後退する。また、同時に弁体本体94が弁座83から離れて開弁状態となる(図10(b)参照)。このようにして、弁体84が開弁すると、連通流路78を介して1次室75の機能液が2次室76に流入し、2次室76の圧力が高くなることで、受圧膜体73が外部に向かって凸変形する。このとき、作動軸部99は、その周面が連通流路78の流路壁に近づくように、弁体付勢ばね85の付勢力により前進する。また、同時に弁体本体94が、弁体付勢ばね85のばね力で弁座83に当接し、閉弁状態となる。   Next, the opening / closing operation of the valve body 84 will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In the pressure regulating valve 27 configured as described above, for example, when the pressure in the secondary chamber 76 is lowered by the droplet ejection of the functional droplet ejection head 14 (see FIG. 10A), the pressure receiving film is caused by the atmospheric pressure. The body 73 is concavely deformed, and the pressure receiving plate 92 presses the valve body 84 toward the primary chamber 75 via the operating shaft portion 99. At this time, the operating shaft 99 moves backward so that the peripheral surface thereof is separated from the flow path wall of the communication flow path 78. At the same time, the valve body main body 94 is separated from the valve seat 83 and is opened (see FIG. 10B). In this way, when the valve body 84 is opened, the functional fluid in the primary chamber 75 flows into the secondary chamber 76 via the communication channel 78 and the pressure in the secondary chamber 76 increases, so that the pressure receiving membrane The body 73 is convexly deformed toward the outside. At this time, the operating shaft portion 99 moves forward by the urging force of the valve body urging spring 85 so that the peripheral surface thereof approaches the channel wall of the communication channel 78. At the same time, the valve body main body 94 comes into contact with the valve seat 83 by the spring force of the valve body urging spring 85 to be in a closed state.

一方、機能液の初期充填やクリーニング時における機能液の強制的な吸引時においては、多量の機能液が吸引されるため、それに対応して、2次室76の負圧も急激に高まり、弁開度が最大になる。係る場合、多量の機能液が連通流路78に流れ込むが、弁開度に応じて連通流路78の流路面積もさらに大きくなる(図11参照)ため、機能液を圧力損失なく2次室76に流入させることができる。   On the other hand, when the functional liquid is forcibly sucked at the initial filling or cleaning of the functional liquid, a large amount of the functional liquid is sucked, and accordingly, the negative pressure in the secondary chamber 76 increases rapidly. Opening is maximized. In such a case, a large amount of the functional liquid flows into the communication flow path 78, but the flow area of the communication flow path 78 further increases according to the valve opening (see FIG. 11), so that the functional liquid is discharged without pressure loss. 76.

このように、圧力調整弁27は、大気圧と機能液滴吐出ヘッド14に連なる2次室76との内部圧力のバランスにより受圧膜体73が変形することで連通流路78を開閉する。その際、弁体付勢ばね85および膜体付勢ばね88に力が分散して作用し、且つ弁体本体94の弾性力により、弁体84は極めてゆっくり開閉動作する。このため、弁体84の開閉による圧力変動(キャビテーション)が抑制され、機能液滴吐出ヘッド14の吐出駆動に影響を与えないようになっている。   Thus, the pressure regulating valve 27 opens and closes the communication flow path 78 by the pressure receiving film body 73 being deformed by the balance between the atmospheric pressure and the internal pressure of the secondary chamber 76 connected to the functional liquid droplet ejection head 14. At that time, force acts on the valve body biasing spring 85 and the film body biasing spring 88 in a distributed manner, and the valve body 84 opens and closes very slowly by the elastic force of the valve body main body 94. For this reason, pressure fluctuation (cavitation) due to opening and closing of the valve body 84 is suppressed, and the ejection drive of the functional liquid droplet ejection head 14 is not affected.

以上の構成によれば、作動軸部99および連通流路78が共に、受圧膜体73に向ってテーパー形状に形成されているため、弁体84が開弁動作する際、摺動抵抗が生じることがなく、弁体84を円滑に開閉させることができなる。また、弁体84の弁開度に応じて連通流路78の断面積が変化するため、流れ込む機能液量に関係なく、所定の機能液を圧力損失なく、2次室76に供給させることができる。   According to the above configuration, since both the operating shaft portion 99 and the communication channel 78 are formed in a tapered shape toward the pressure receiving membrane body 73, a sliding resistance is generated when the valve body 84 is opened. The valve body 84 can be opened and closed smoothly. Further, since the cross-sectional area of the communication flow path 78 changes according to the valve opening degree of the valve body 84, a predetermined functional liquid can be supplied to the secondary chamber 76 without any pressure loss regardless of the amount of the functional liquid flowing in. it can.

1…液滴吐出装置 14…機能液滴吐出ヘッド 27…圧力調整弁 41…機能液供給装置 71…バルブハウジング 73…受圧膜体 75…1次室 76…2次室 77…隔壁 78…連通流路 83…弁座 84…弁体 94…弁体本体 95…弁ホルダー 97…保持部 98…抜止め部 99…作動軸部 W…ワーク   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Droplet discharge device 14 ... Functional droplet discharge head 27 ... Pressure adjustment valve 41 ... Functional liquid supply device 71 ... Valve housing 73 ... Pressure-receiving film body 75 ... Primary chamber 76 ... Secondary chamber 77 ... Septum 78 ... Communication flow Path 83 ... Valve seat 84 ... Valve body 94 ... Valve body body 95 ... Valve holder 97 ... Holding part 98 ... Stopping part 99 ... Operating shaft part W ... Workpiece

Claims (4)

バルブハウジング内の1次室と2次室とを画成する隔壁に貫通形成された連通流路と、前記連通流路を形成した前記隔壁の1次室側開口縁部を弁座として、前記弁座に対して進退して前記連通流路を開閉する弁体と、前記2次室の1の面を構成すると共に前記弁体を大気圧基準で開閉動作させる受圧膜体と、を備え、
機能液供給手段から前記1次室に供給された機能液を、前記弁体の開閉動作により圧力調整して前記2次室に供給し、前記2次室からインクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁であって、
前記弁体は、前記1次室に配設され前記弁座に対し離接する弁体本体と、前記弁体本体を保持する保持部、および前記保持部から前記連通流路を同軸上に挿通して延び前記受圧膜体に当接する作動軸部から成る弁ホルダーと、を有し、
前記弁座となる前記1次室側開口縁部は、前記弁体の進退方向に対して垂直に構成されており、
前記保持部には、前記弁体本体に対する前記進退方向前進側への抜止めとなって前記弁体本体を保持する抜止め部が形成されており、前記進退方向における前記抜止め部の前端が、前記進退方向における前記弁体本体の前端より後退した位置にあることを特徴とする圧力調整弁。
A communication channel formed through a partition wall defining a primary chamber and a secondary chamber in the valve housing, and a primary chamber side opening edge of the partition wall forming the communication channel as a valve seat, A valve body that advances and retreats with respect to the valve seat to open and close the communication flow path; and a pressure receiving film body that constitutes one surface of the secondary chamber and opens and closes the valve body on the basis of atmospheric pressure,
The functional liquid supplied from the functional liquid supply means to the primary chamber is pressure-adjusted by the opening and closing operation of the valve body and supplied to the secondary chamber, and the secondary chamber supplies an ink jet type functional liquid droplet ejection head. A pressure regulating valve to be supplied,
The valve body is disposed in the primary chamber and is separated from and in contact with the valve seat; a holding portion that holds the valve body main body; and the communication channel is coaxially inserted from the holding portion. A valve holder comprising an operating shaft portion extending and abutting against the pressure-receiving membrane body,
The primary chamber side opening edge portion serving as the valve seat is configured perpendicular to the advancing / retreating direction of the valve body,
The holding portion is formed with a retaining portion that retains the valve body main body and prevents the valve body main body from moving forward and backward in the forward / backward direction, and the front end of the retaining portion in the forward / backward direction is The pressure regulating valve is located at a position retracted from the front end of the valve body in the forward / backward direction.
前記弁体本体が前記弁座に密接する閉弁状態において、前記作動軸部は、前記連通流路に対し微小間隙を存して挿通していることを特徴とする請求項1に記載の圧力調整弁。   2. The pressure according to claim 1, wherein when the valve body is in close contact with the valve seat, the operating shaft portion is inserted into the communication channel with a minute gap. tuning valve. 前記弁体本体は、Oリングで構成され、
前記抜止め部は、前記保持部と前記作動軸部との境界部分に、前記作動軸部を延長して形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の圧力調整弁。
The valve body is composed of an O-ring,
The pressure regulating valve according to claim 1, wherein the retaining portion is formed by extending the operating shaft portion at a boundary portion between the holding portion and the operating shaft portion.
請求項1ないし3のいずれかに記載の圧力調整弁と、
前記機能液供給手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドと、を備え、
ワークに対し前記機能液滴吐出ヘッドを相対的に移動させながら、前記ワーク上に機能液を吐出して描画を行なうことを特徴とする液滴吐出装置。
A pressure regulating valve according to any one of claims 1 to 3,
The functional liquid supply means;
The functional liquid droplet ejection head,
A liquid droplet ejection apparatus for performing drawing by ejecting a functional liquid onto the work while moving the functional liquid droplet ejection head relative to the work.
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