KR20170006255A

KR20170006255A - 잉크토출장치 및 잉크토출방법

Info

Publication number: KR20170006255A
Application number: KR1020160073403A
Authority: KR
Inventors: 준 니시마키
Original assignee: 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2017-01-17
Also published as: CN106335278B; TWI623438B; JP2017018845A; JP6479596B2; KR101929094B1; CN106335278A; TW201702084A

Abstract

잉크젯헤드에 공급되는 잉크의 유량이 변동해도, 잉크의 온도의 변동을 억제하는 것이 가능한 잉크토출장치를 제공한다.
잉크가 제1 경로를 순환한다. 제2 경로가, 제1 경로의 분기부위로부터 분기된 후, 제1 경로의 합류부위로 되돌아간다. 제1 경로에 삽입된 제1 펌프가 잉크를 이송한다. 히터가, 제1 경로를 순환하는 잉크를 가온한다. 제2 경로에 삽입된 잉크젯헤드가, 제2 경로를 흐르는 잉크를 액적화하여 토출한다. 제2 경로에 삽입된 제2 펌프가 잉크를 이송한다.

Description

잉크토출장치 및 잉크토출방법{INK DISCHARGE APPARATUS AND INK DISCHARGE METHOD}

본 출원은 2015년 7월 7일에 출원된 일본 특허출원 제2015-135857호에 근거하여 우선권을 주장한다. 그 출원의 전체 내용은 이 명세서 중에 참고로 원용되어 있다.

본 발명은, 가온(加溫)된 잉크를 잉크젯헤드로부터 토출하는 잉크토출장치, 및 잉크토출방법에 관한 것이다.

하기의 특허문헌 1에, 잉크젯헤드(노즐헤드)로부터 잉크(액상의 박막재료)를 액적화하여 토출하는 잉크토출장치가 개시되어 있다. 이 잉크토출장치에 있어서는, 잉크를 저장하는 탱크로부터 잉크젯헤드에 잉크가 공급되고, 여분의 잉크가 잉크젯헤드로부터 탱크로 회수된다. 잉크의 점도를 저하시키기 위하여, 탱크 내 및 잉크의 수송경로에 있어서, 잉크가 가온된다.

국제 공개공보 제2013/015093호

잉크젯헤드로부터의 토출량이 변동하면, 수송경로를 순환하는 잉크의 유량도 변동한다. 히터를 통과하는 잉크의 유량이 변동함으로써, 잉크의 온도도 변동하게 된다. 잉크젯헤드에 공급되는 잉크의 온도가 변동하면, 잉크젯헤드로부터의 잉크의 토출이 불안정하게 된다.

본 발명의 목적은, 잉크젯헤드에 공급되는 잉크의 유량이 변동해도, 잉크의 온도의 변동을 억제하는 것이 가능한 잉크토출장치, 및 잉크토출방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 관점에 의하면,

잉크가 순환하는 제1 경로와,

상기 제1 경로의 분기부위로부터 분기된 후, 상기 제1 경로의 합류부위로 되돌아가는 제2 경로와,

상기 제1 경로에 삽입되어 상기 잉크를 이송하는 제1 펌프와,

상기 제1 경로를 순환하는 상기 잉크를 가온하는 히터와,

상기 제2 경로에 삽입되어, 상기 제2 경로를 흐르는 상기 잉크를 액적화하여 토출하는 잉크젯헤드와,

상기 제2 경로에 삽입되어 상기 잉크를 이송하는 제2 펌프

를 가지는 잉크토출장치가 제공된다.

본 발명의 다른 관점에 의하면,

잉크가 순환하는 제1 경로와,

상기 제1 경로를 순환하는 상기 잉크를 가온하는 히터와,

상기 제2 경로에 삽입되어, 상기 잉크를 액적화하여 토출하는 잉크젯헤드를 가지는 잉크토출장치를 이용하여 상기 잉크를 토출하는 방법으로서,

상기 제1 경로에 상기 잉크를 순환시키면서, 상기 히터로 상기 잉크를 가온하고, 상기 제1 경로 내의 일부의 상기 잉크를 상기 제2 경로에 흘려보냄으로써 상기 잉크젯헤드에 상기 잉크를 공급하며,

상기 잉크젯헤드에 공급된 상기 잉크를 액적화하여, 상기 잉크젯헤드로부터 토출하는 잉크토출방법이 제공된다.

제2 경로를 흐르는 잉크의 유량이 변화하면, 제1 경로를 흐르는 잉크의 유량도 변화한다. 이때, 제1 경로를 흐르는 잉크의 전체 유량에 대한 변화량의 비율은, 제2 경로를 흐르는 잉크의 전체 유량에 대한 변화량의 비율보다 작다. 히터는, 제1 경로를 흐르는 잉크를 가온하고 있기 때문에, 잉크의 온도 변동을 억제할 수 있다.

도 1은, 실시예에 의한 잉크토출장치의 개략도이다.
도 2는, 다른 실시예에 의한 잉크토출장치의 개략도이다.
도 3은, 도 2에 나타낸 실시예에 의한 잉크토출장치의 제1 경로의 일부를 보다 구체적으로 나타낸 개략도이다.
도 4는, 또 다른 실시예에 의한 잉크토출장치의 개략도이다.
도 5는, 도 4에 나타낸 잉크토출장치를 이용한 잉크토출방법의 플로차트이다.

도 1을 참조하여, 실시예에 의한 잉크토출장치에 대하여 설명한다.

도 1에, 실시예에 의한 잉크토출장치의 개략도를 나타낸다. 실시예에 의한 잉크토출장치는, 잉크가 순환하는 제1 경로(10)를 가진다. 제1 경로(10)의 분기부위(31)에 있어서, 제2 경로(20)가 제1 경로(10)로부터 분기된다. 제2 경로(20)는, 합류부위(32)에 있어서 제1 경로(10)에 합류한다.

히터(11) 및 제1 펌프(12)가, 제1 경로(10)에 삽입되어 있다. 히터(11)로서, 예를 들면 전열히터를 이용할 수 있다. 제1 펌프(12)로서, 예를 들면 다이어프램 펌프를 이용할 수 있다. 히터(11) 및 제1 펌프(12)는, 합류부위(32)로부터 분기부위(31)에 이르는 경로에 삽입하는 것이 바람직하다. 제1 펌프(12)는, 제1 경로(10) 내의 잉크를 이송한다. 제1 펌프(12)에 의하여 잉크가 이송됨으로써, 잉크가 제1 경로(10)를 순환한다. 히터(11)는, 제1 경로(10)를 순환하는 잉크를 가온한다.

제1 온도센서(13)가, 제1 경로(10)를 순환하는 잉크의 온도를 계측한다. 계측 결과가 제어장치(50)에 입력된다.

제2 경로(20)에, 잉크젯헤드(21) 및 제2 펌프(22)가 삽입되어 있다. 제2 펌프(22)로서, 제1 펌프(12)와 마찬가지로, 예를 들면 다이어프램 펌프를 이용할 수 있다. 제2 펌프(22)는, 제2 경로(20) 내의 잉크를 이송한다. 제2 펌프(22)를 동작시키면, 제1 경로(10)를 순환하는 잉크 중 일부가 분기부위(31)에 있어서 제2 경로(20)로 유입된다. 제2 경로(20)로 유입된 잉크는, 제2 경로(20)를 흐른 후, 합류부위(32)에 있어서 제1 경로(10)를 흐르는 잉크에 합류한다.

잉크젯헤드(21)는, 제2 경로(20)로부터 유입된 잉크를 액적화하여 토출한다. 토출되지 않은 잉크가, 잉크젯헤드(21)로부터 유출되어, 제2 경로(20)를 경유하여 제1 경로(10)로 되돌아간다. 스테이지(40)가, 잉크젯헤드(21)에 대향하는 위치에 기판(41)을 지지한다. 잉크젯헤드(21)로부터 토출된 잉크의 액적이 기판(41)에 착탄됨으로써, 기판(41)에 잉크가 도포된다.

다음으로, 상기 실시예의 우수한 효과에 대하여 설명한다. 분기부위(31)로부터 합류부위(32)까지의 제1 경로(10)를 흐르는 잉크의 유량을 Q1으로 나타내고, 제2 경로(20)를 흐르는 잉크의 유량을 Q2로 나타낸다. 합류부위(32)로부터 분기부위(31)까지의 제1 경로(10)를 흐르는 잉크의 유량은, Q1+Q2에 일치한다. 잉크젯헤드(21)로부터 잉크가 토출되고 있는 경우는, 잉크젯헤드(21)의 상류측의 제2 경로(20)와, 하류측의 제2 경로(20)에서, 잉크의 유량이 상이하다. 여기에서는, 잉크젯헤드(21)로부터 잉크의 토출이 행해지고 있지 않은 상태에 대하여 설명한다.

히터(11)를 흐르는 잉크의 유량은 Q1+Q2이다. 잉크젯헤드(21)를 흐르는 잉크의 유량 Q2가 변동하여, Q2+ΔQ2가 되면, 히터(11)를 흐르는 잉크의 유량도 ΔQ2만큼 변동한다. 히터(11)를 흐르는 전체 유량에 대한 변화량의 비율(변화율)은, ΔQ2/(Q1+Q2)로 나타난다.

비교예로서, 하나의 순환경로에 잉크젯헤드가 삽입되어 있는 구성에 대하여 고찰한다. 하나의 순환경로에, 잉크젯헤드 및 히터가 삽입된다. 잉크젯헤드를 흐르는 잉크의 유량을 Q2로 나타내면, 히터를 흐르는 잉크의 유량도 Q2와 동일하게 된다. 잉크젯헤드를 흐르는 잉크의 유량이 ΔQ2만큼 변동하면, 히터를 흐르는 잉크의 유량도 ΔQ2만큼 변동한다. 이때, 히터(11)를 흐르는 잉크의 전체 유량에 대한 변화량의 비율(변화율)은 ΔQ2/Q2로 나타난다.

실시예에 있어서의 변화율 ΔQ2/(Q1+Q2)는, 비교예에 있어서의 변화율 ΔQ2/Q2보다도 작다. 이와 같이, 실시예의 구성을 채용하면, 비교예의 구성에 비하여, 히터를 흐르는 잉크의 유량의 변화율이 작아진다. 이로 인하여, 잉크젯헤드(21)를 흐르는 잉크의 유량이 변화했을 때의 잉크의 온도의 변동폭을 작게 할 수 있다. 온도의 변동폭이 작아지기 때문에, 잉크의 토출 안정도를 높일 수 있다.

히터(11)를 흐르는 잉크의 유량 변화율을 작게 하기 위하여, 유량 Q1을 유량 Q2보다 많게 하는 것이 바람직하다. 이 유량은, 제1 펌프(12) 및 제2 펌프(22)의 동작을 제어함으로써 실현 가능하다.

다음으로, 다른 비교예로서, 하나의 순환경로에 대용량의 잉크탱크를 삽입하고, 잉크탱크 내에 히터를 배치하는 구성에 대하여 고찰한다. 이 비교예에 있어서도, 대용량의 잉크탱크 내의 잉크의 온도를 일정하게 제어함으로써, 잉크의 유량이 변화했을 때의 온도 변화폭을 작게 할 수 있다. 그러나, 잉크의 온도가 높아짐에 따라, 잉크의 열화의 진행이 빨라진다. 잉크의 열화가 진행되면, 잉크를 교환해야 한다. 대용량의 잉크를 가온한 상태로 저장해 두면, 잉크를 교환할 때에, 많은 잉크를 폐기해야 한다.

상기 실시예에서는, 대용량의 잉크를 가온된 상태로 저장해 둘 필요가 없기 때문에, 잉크를 교환할 때에, 폐기해야 하는 잉크의 양을 적게 할 수 있다.

다음으로, 실시예에 의한 잉크토출장치의 동작 개시시에 있어서의 잉크의 승온 개시로부터, 잉크토출 동작까지의 순서에 대하여 설명한다.

먼저, 제1 펌프(12) 및 히터(11)를 동작시켜, 제1 경로(10)에 잉크를 순환시키면서 잉크를 가온한다. 이때, 제2 펌프(22)는 정지시켜 둔다. 이로 인하여, 제2 경로(20)에는 잉크가 유입되지 않는다. 제1 경로(10)를 흐르는 잉크의 온도가 제1 목표온도에 도달하면, 제2 펌프(22)를 동작시킴으로써, 제2 경로(20)에 잉크를 유입시킨다. 그 후, 잉크젯헤드(21)를 동작시켜, 잉크의 토출을 행한다.

상기 순서에서는, 가온 전의 저온의 잉크가 제2 경로(20)로 유입되지 않는다. 저온의 잉크는 점도가 높기 때문에, 저온의 잉크가 제2 경로(20)로 유입되면, 압력 손실이 커지고, 잉크의 유량이 저하되게 된다. 이로 인하여, 제2 경로(20)를 흐르는 기간에 있어서의 잉크로부터의 방열량이 많아진다. 그 결과, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 온도가 목표의 온도에 도달할 때까지 장시간을 필요로 하게 된다. 실시예에 있어서는, 가온된 후의 잉크가 제2 경로(20)로 유입되기 때문에, 당초부터 잉크의 유량을 많게 하는 것이 가능하다. 이로 인하여, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크가 목표의 온도에 도달할 때까지의 시간을 단축할 수 있다.

다음으로, 도 2∼도 3을 참조하여, 다른 실시예에 의한 잉크토출장치에 대하여 설명한다. 이하, 도 1에 나타낸 실시예와의 상이점에 대하여 설명하고, 공통의 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 2에, 본 실시예에 의한 잉크토출장치의 개략도를 나타낸다. 제2 온도센서(24)가, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 온도를 계측한다. 제2 온도센서(24)의 계측 결과가 제어장치(50)에 입력된다.

압력센서(26)가, 잉크젯헤드(21)의 입구측에 접속된 제2 경로(20) 내의 잉크의 압력을 계측한다. 압력센서(27)가, 잉크젯헤드(21)의 출구측에 접속된 제2 경로(20) 내의 잉크의 압력을 계측한다. 압력센서(26, 27)의 계측 결과가 제어장치(50)에 입력된다. 제어장치(50)는, 압력센서(26, 27)의 계측 결과에 근거하여, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력을 산출할 수 있다.

보급탱크(15)가, 제1 경로(10)에 보급되는 잉크를 저장하고 있다. 제1 경로(10)에 보급밸브(14)가 삽입되어 있다. 보급탱크(15)로부터 보급밸브(14)를 통하여, 제1 경로(10)에 잉크가 보급된다. 보급밸브(14)는, 보급탱크(15)로부터 제1 경로(10)에 잉크가 보급되는 보급 상태와, 잉크가 보급되지 않는 비보급 상태를 전환할 수 있다. 제어장치(50)가, 히터(11), 제1 펌프(12), 및 보급밸브(14)를 제어한다.

도 3에, 본 실시예에 의한 잉크토출장치의 제1 경로(10)의 일부를 보다 구체적으로 나타낸 개략도를 나타낸다. 제1 경로(10)에 공급탱크(60)가 삽입되어 있다. 공급탱크(60) 내에, 제1 실(61), 제2 실(62), 및 제3 실(63)이 구비되어 있다. 제1 경로(10)를 흘러 온 잉크가 공급탱크(60) 내로 유입된 후, 제1 실(61)의 하단으로부터 제1 실(61) 내로 유입된다. 제1 실(61) 내에 히터(11)가 배치되어 있다. 잉크가 제1 실(61) 내를, 하방으로부터 상방을 향하여 흐를 때에, 히터(11)에 의하여 가온된다.

제1 실(61)에 유입된 잉크의 액면이 상승하여, 일정 높이를 넘으면, 잉크가 제1 실(61)로부터 넘쳐 흘러, 제2 실(62)로 유입된다. 제2 실(62)의 하단에 제2 경로(20)의 상류측 단부가 접속되어 있다. 제2 실(62)과 제2 경로(20)의 접속부위가, 분기부위(31)(도 2)에 상당한다. 제2 실(62) 내의 잉크가 제2 경로(20)를 흘러 잉크젯헤드(21)에 공급된다. 상류측의 단부로부터 잉크젯헤드(21)까지의 제2 경로(20)가, 단열커버(23)로 덮여 있다. 잉크젯헤드(21)의 하방을 향하는 면에, 복수의 노즐구멍(25)이 구비되어 있다. 각 노즐구멍(25)으로부터, 액적화된 잉크가 토출된다.

제2 실(62) 내의 잉크의 액면이 일정 높이를 넘으면, 잉크가 제2 실(62)로부터 넘쳐 흘러 제3 실(63)로 유입된다. 제3 실(63)의 하단으로부터 유출된 잉크가 제1 경로(10)를 통하여, 공급탱크(60)로 되돌아간다. 제1 실(61), 제2 실(62), 및 제3 실(63)이, 제1 경로(10)의 일부를 구성한다.

제2 경로(20)의 하류측의 단부가 제3 실(63)의 측면에 접속되어 있다. 제2 경로(20)를 흘러 온 잉크가, 제3 실(63)로 유입된다. 제2 경로(20)와 제3 실(63)의 접속부위가, 합류부위(32)(도 2)에 상당한다.

잉크젯헤드(21)와 제2 펌프(22)의 사이의 제2 경로(20)에, 버퍼탱크(34)가 삽입되어 있다. 버퍼탱크(34)는, 제2 펌프(22)에 의하여 발생하는 잉크 유량의 맥동이 잉크젯헤드(21)에까지 전해지는 것을 억제한다.

공급탱크(60)의 상면에 에어밸브(65)가 장착되어 있다. 에어밸브(65)를 개방한 상태에서, 제1 실(61), 제2 실(62), 및 제3 실(63) 내의 잉크의 액면에 대기압이 인가된다. 본 실시예에 있어서는, 잉크토출장치의 동작 중, 에어밸브(65)가 개방되어 있다.

제2 실(62)로부터 잉크젯헤드(21)에 공급되는 잉크의 유량보다도, 제1 경로(10)를 통하여 공급탱크(60)로 유입되는 잉크의 유량이 많아지도록, 제1 펌프(12) 및 제2 펌프(22)가 제어되고 있다. 이로 인하여, 제2 실(62)로부터 제3 실(63)에, 잉크가 항상 넘쳐 흐르고 있다. 이로써, 제2 실(62) 내의 잉크의 액면의 높이가 일정하게 유지된다. 제3 실(63)의 액면의 높이는, 제2 실(62)의 액면의 높이보다 낮은 범위에서, 잉크의 양에 따라 상하로 변동한다.

공급탱크(60)에 레벨센서(66)가 설치되어 있다. 레벨센서(66)는, 제3 실(63) 내의 잉크의 액면의 높이를 계측한다. 레벨센서(66)로서, 예를 들면, 초음파식 레벨센서, 플로트식 레벨센서 등을 이용할 수 있다. 레벨센서(66)의 계측 결과가 제어장치(50)(도 2)에 입력된다.

공급탱크(60)에, 또한 제1 온도센서(13)가 설치되어 있다. 제1 온도센서(13)는, 예를 들면 제2 실(62) 내의 잉크의 온도를 계측한다.

잉크젯헤드(21)의 노즐구멍(25)의 위치에, 노즐구멍(25)으로부터, 제2 실(62)의 액면까지의 고저차에 의존하는 수두압이 가해진다. 이 고저차를 조절함으로써, 노즐구멍(25)의 위치에 가해지는 수두압을 조절할 수 있다. 제1 경로(10) 및 제2 경로(20)를 흐르는 잉크의 총량이 변화하면, 제3 실(63) 내의 잉크의 액면의 높이가 변화하지만, 제2 실(62) 내의 잉크의 액면의 높이는 일정하게 유지된다. 이로 인하여, 제1 경로(10) 및 제2 경로(20)를 흐르고 있는 잉크의 총량이 증감해도, 잉크젯헤드(21)의 노즐구멍(25)의 위치에 있어서의 수두압을 일정하게 유지할 수 있다.

다음으로, 도 4∼도 5를 참조하여, 또 다른 실시예에 대하여 설명한다. 이하, 도 2∼도 3에 나타낸 실시예와의 상이점에 대하여 설명하고, 공통의 구성에 대해서는 설명을 생략한다.

도 4에, 본 실시예에 의한 잉크토출장치의 개략도를 나타낸다. 도 2 및 도 3에 나타낸 실시예에서는, 잉크젯헤드(21)보다 하류측의 제2 경로(20)에 제2 펌프(22)가 삽입되어 있었다. 도 4에 나타낸 실시예에서는, 제2 펌프(22) 이외에, 잉크젯헤드(21)보다 상류측의 제2 경로(20)에도, 제3 펌프(28)가 삽입되어 있다. 제3 펌프(28)와 잉크젯헤드(21)의 사이의 제2 경로(20)에, 버퍼탱크(29)가 삽입되어 있다.

제2 펌프(22)와 제3 펌프(28)의 출력을 제어함으로써, 잉크젯헤드(21)의 노즐구멍(25)의 위치에 있어서의 메니스커스압을 조절할 수 있다.

도 5에, 도 4의 잉크토출장치를 이용한 잉크토출방법의 플로차트를 나타낸다. 스텝 S1에 있어서, 제어장치(50)가 제1 펌프(12)를 동작시킴으로써, 제1 경로(10)에 잉크를 순환시킨다. 스텝 S2에 있어서, 제어장치(50)가, 잉크의 보충이 필요한지 여부를 판정한다. 잉크보충의 필요여부는, 공급탱크(60)에 장착된 레벨센서(66)로 계측된 제3 실(63)의 잉크 액면의 높이에 근거하여 판정할 수 있다. 액면의 높이가, 미리 설정되어 있는 기준값 미만인 경우, 잉크의 보충이 필요하다고 판정된다. 액면의 높이가 기준값 이상이면, 잉크의 보충은 불필요하다고 판정된다.

잉크의 보충이 필요하다고 판정된 경우는, 스텝 S3에 있어서, 제1 경로(10)에 잉크를 보충한다. 구체적으로는, 제어장치(50)가, 보급밸브(14)를 보급 상태로 전환한다. 이로써, 보급탱크(15)로부터 제1 경로(10)에 잉크가 보급된다. 제3 실(63) 내의 잉크의 액면이 기준값 이상이 되면, 잉크의 보충을 정지한다. 구체적으로는, 제어장치(50)가, 보급밸브(14)를 보급 상태로부터 비보급 상태로 전환한다.

스텝 S2에서 잉크의 보충이 불필요하다고 판정된 경우, 또는 스텝 S2에서 잉크의 보충이 완료된 경우, 스텝 S4에 있어서, 제1 경로(10) 내의 잉크 승온을 개시한다. 구체적으로는, 제어장치(50)가 히터(11)를 동작시킨다.

스텝 S5에 있어서, 제1 경로(10) 내의 잉크의 온도가 제1 목표온도에 도달했는지 여부를 판정한다. 이 판정은, 제어장치(50)가 제1 온도센서(13)의 계측 결과에 근거하여 행할 수 있다. 잉크의 온도가 제1 목표온도에 도달하고 있지 않은 경우에는, 제1 목표온도에 도달할 때까지 계속해서, 제1 경로(10)에 잉크를 순환시킨다.

제1 경로(10)를 순환하는 잉크의 온도가 제1 목표온도에 도달하면, 스텝 S6에 있어서, 제2 경로(20)에 잉크를 흘려보내기 시작한다. 구체적으로는, 제어장치(50)가 제2 펌프(22) 및 제3 펌프(28)를 동작시킨다. 이로써, 잉크젯헤드(21)에의 잉크의 공급이 개시된다. 이때, 제2 펌프(22) 및 제3 펌프(28)는, 미리 설정된 출력으로 동작하도록 제어된다.

제2 경로(20)에의 잉크의 공급 개시시에는, 제2 경로(20)를 구성하는 관로, 잉크젯헤드(21) 등의 온도가 제1 목표온도보다 낮다. 이로 인하여, 제2 경로(20)로 유입된 잉크의 온도는, 잉크가 제2 경로(20)를 흐름에 따라 저하된다. 이때, 제2 경로(20)의 관로, 잉크젯헤드(21) 등이, 잉크에 의하여 가온된다.

스텝 S7에 있어서, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 온도가 제2 목표온도에 도달했는지 여부를 판정한다. 이 판정은, 제어장치(50)가, 제2 온도센서(24)의 계측 결과에 근거하여 행한다. 제2 목표온도는, 제1 목표온도와 대략 동일하게 설정된다. 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 온도가 제2 목표온도에 도달하고 있지 않은 경우는, 잉크의 온도가 제2 목표온도에 도달할 때까지 계속해서, 제2 경로(20)에 잉크를 유통시킨다.

잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 온도가 제2 목표온도에 도달하면, 스텝 S8에 있어서, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력을 상승시키는 제어를 개시한다. 예를 들면, 제어장치(50)가 제2 펌프(22)(도 2, 도 3)의 출력을 저하시킴으로써, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력을 상승시킬 수 있다. 이때, 제2 경로(20)를 흐르는 잉크의 유량은 저하된다. 제2 펌프(22)는, 미리 설정된 출력까지 저하되도록 제어된다.

그 외에, 제2 펌프(22) 및 제3 펌프(28) 양방의 출력을 저하시켜도 된다. 제3 펌프(28)의 출력 저하량보다, 제2 펌프(22)의 출력 저하량을 크게 하면, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력이 상승한다. 이 경우도, 제2 경로(20)를 흐르는 잉크의 유량이 저하된다.

스텝 S9에 있어서, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력이 목표압력까지 상승했는지 여부를 판정한다. 이 판정은, 제어장치(50)가, 압력센서(26, 27)(도 2)의 계측 결과에 근거하여 행한다. 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력이 목표압력까지 상승하고 있지 않은 경우에는, 목표압력에 도달할 때까지 제2 펌프(22) 및 제3 펌프(28)의 출력을 제어한다. 예를 들면, 제어장치(50)는, 미리 설정된 단위폭으로 출력을 증감시킨다.

잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력이 목표압력에 도달하면, 스텝 S10에 있어서, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력이 허용범위 내에 들어가도록, 압력센서(26, 27)의 계측 결과에 근거하여 제2 펌프(22) 및 제3 펌프(28)의 출력 피드백 제어를 행한다. 제2 펌프(22) 및 제3 펌프(28)의 출력 피드백 제어를 행하면서, 잉크젯헤드(21)를 동작시킨다. 이로써, 잉크젯헤드(21)로부터 잉크의 액적이 토출된다.

다음으로, 도 4∼도 5에 나타낸 실시예의 우수한 효과에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 제2 경로(20)로 유입되는 잉크가 제1 목표온도까지 가온되어 있다(스텝 S5). 가온됨으로써 잉크의 점도가 낮아져 있기 때문에, 제2 경로(20)를 흐르는 잉크의 유량을, 당초부터 높게 하는 것이 가능하다. 이로 인하여, 도 1에 나타낸 실시예와 마찬가지로, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 온도가 제2 목표온도에 도달할 때까지의 시간을 단축할 수 있다.

또한, 도 4∼도 5에 나타낸 실시예에서는, 제2 경로(20)에 잉크를 흘려보내기 시작한 시점(스텝 S6)부터, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력을 상승시키기(스텝 S8)까지의 기간에, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력이, 최종적인 목표압력보다 낮아진다. 이로 인하여, 잉크젯헤드(21)로부터 잉크의 토출을 개시하기까지의 기간에, 잉크젯헤드(21)로부터의 잉크의 누설을 방지할 수 있다.

스텝 S6부터 스텝 S8까지의 기간은, 상술한 바와 같이 제2 펌프(22)의 출력, 또는 제2 펌프(22) 및 제3 펌프(28) 양방의 출력이, 잉크토출 동작시(스텝 S11)의 출력보다 높게 설정된다. 이로 인하여, 제2 경로(20)를 흐르는 잉크의 유량은, 잉크 토출동작시의 유량보다 많다. 제2 경로(20)를 흐르는 잉크의 유량을 많게 함으로써, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 온도가 제2 목표온도에 도달할 때까지의 기간을 단축할 수 있다.

또한, 도 4∼도 5에 나타낸 실시예에서는, 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력이 목표압력에 도달한 후에, 잉크젯헤드(21) 내의 압력을 허용범위에 들어가도록 하기 위한 피드백 제어가 행해진다. 잉크젯헤드(21) 내의 잉크의 압력과, 목표압력의 차가 큰 상태에서, 이 피드백 제어를 개시하면, 피드백 제어가 불안정해지는 경우가 있다. 상기 실시예에서는, 피드백 제어의 불안정성을 회피할 수 있다.

이상 실시예에 따라 본 발명을 설명했지만, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 다양한 변경, 개량, 조합 등이 가능한 것은 당업자에게 자명할 것이다.

본 발명은, 가온된 잉크를 잉크젯헤드로부터 토출하는 잉크토출장치, 및 잉크토출방법의 산업에 이용될 수 있다.

10 제1 경로
11 히터
12 제1 펌프
13 제1 온도센서
14 보급밸브
15 보급탱크
20 제2 경로
21 잉크젯헤드
22 제2 펌프
23 단열커버
24 제2 온도센서
25 노즐구멍
26, 27 압력센서
28 제3 펌프
29 버퍼탱크
31 분기부위
32 합류부위
34 버퍼탱크
40 스테이지
41 기판
50 제어장치
60 공급탱크
61 제1 실
62 제2 실
63 제3 실
65 에어밸브
66 레벨센서

Claims

잉크가 순환하는 제1 경로와,
상기 제1 경로의 분기부위로부터 분기된 후, 상기 제1 경로의 합류부위로 되돌아가는 제2 경로와,
상기 제1 경로에 삽입되어 상기 잉크를 이송하는 제1 펌프와,
상기 제1 경로를 순환하는 상기 잉크를 가온하는 히터와,
상기 제2 경로에 삽입되어, 상기 제2 경로를 흐르는 상기 잉크를 액적화하여 토출하는 잉크젯헤드와,
상기 제2 경로에 삽입되어 상기 잉크를 이송하는 제2 펌프
를 가지는 잉크토출장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 경로에 보급되는 상기 잉크를 저장하는 보급탱크와,
상기 보급탱크로부터 상기 제1 경로에 상기 잉크가 보급되는 보급 상태와, 상기 잉크가 보급되지 않는 비보급 상태를 전환하는 보급밸브와,
상기 제1 경로를 순환하고 있는 상기 잉크의 온도를 계측하는 제1 온도센서와,
상기 보급밸브, 상기 히터, 상기 제1 펌프, 및 상기 제2 펌프를 제어하는 제어장치
를 더 가지고,
상기 제어장치는,
상기 보급밸브를 상기 보급 상태로 하고, 상기 제1 펌프를 동작시켜, 상기 잉크를 상기 제1 경로에 순환시키면서, 상기 히터를 제어하여 상기 잉크를 가온하고,
상기 보급밸브를 상기 비보급 상태로 전환한 후, 상기 제1 온도센서의 계측 결과에 근거하여, 상기 제1 경로를 순환하는 상기 잉크의 온도가 제1 목표온도에 도달했는지 여부를 판정하며,
상기 잉크의 온도가 상기 제1 목표온도에 도달했다고 판정되면, 상기 제2 펌프를 동작시켜, 상기 제2 경로로의 상기 잉크의 공급을 개시하는 잉크토출장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 분기부위로부터 상기 합류부위까지의 상기 제1 경로를 흐르는 상기 잉크의 유량이, 상기 제2 경로를 흐르는 상기 잉크의 유량보다 커지도록, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프의 동작을 제어하는 제어장치를, 더 가지는 잉크토출장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 펌프는, 상기 잉크젯헤드보다 하류측의 상기 제2 경로에 삽입되어 있고,
상기 잉크젯헤드보다 상류측의 상기 제2 경로에 삽입된 제3 펌프와,
상기 제2 경로를 흐르는 상기 잉크의 온도를 계측하는 제2 온도센서를 더 가지며,
상기 제어장치는,
상기 제2 온도센서의 계측 결과에 근거하여, 상기 제2 경로를 흐르는 상기 잉크의 온도가 제2 목표온도에 도달했는지 여부를 판정하고,
상기 제2 경로를 흐르는 상기 잉크의 온도가 상기 제2 목표온도에 도달했다고 판정되면, 상기 잉크젯헤드 내의 상기 잉크의 압력이 상승하도록, 상기 제2 펌프 및 상기 제3 펌프를 제어하는 잉크토출장치.
청구항 4에 있어서,
상기 잉크젯헤드 내의 상기 잉크의 압력을 계측하는 압력센서를 더 가지고,
상기 제어장치는,
상기 잉크젯헤드 내의 상기 잉크의 압력이 상승하도록, 상기 제2 펌프를 제어한 후, 상기 압력센서의 계측 결과에 근거하여, 상기 잉크젯헤드 내의 상기 잉크의 압력이 목표압력까지 상승했는지 여부를 판정하고,
상기 잉크젯헤드 내의 상기 잉크의 압력이 상기 목표압력까지 상승했다고 판정되면, 상기 압력센서의 계측 결과에 근거하여, 상기 잉크젯헤드 내의 상기 잉크의 압력이 허용범위 내에 들어가도록, 상기 제2 펌프 및 상기 제3 펌프의 피드백 제어를 행하는 잉크토출장치.
잉크가 순환하는 제1 경로와,
상기 제1 경로의 분기부위로부터 분기된 후, 상기 제1 경로의 합류부위로 되돌아가는 제2 경로와,
상기 제1 경로를 순환하는 상기 잉크를 가온하는 히터와,
상기 제2 경로에 삽입되어, 상기 잉크를 액적화하여 토출하는 잉크젯헤드
를 가지는 잉크토출장치를 이용하여 상기 잉크를 토출하는 방법으로서,
상기 제1 경로에 상기 잉크를 순환시키면서, 상기 히터에서 상기 잉크를 가온하고, 상기 제1 경로 내의 일부의 상기 잉크를 상기 제2 경로에 흘려보냄으로써 상기 잉크젯헤드에 상기 잉크를 공급하고,
상기 잉크젯헤드에 공급된 상기 잉크를 액적화하여, 상기 잉크젯헤드로부터 토출하는 잉크토출방법.
청구항 6에 있어서,
상기 잉크젯헤드에 상기 잉크를 공급하기 전에,
상기 제2 경로에는 상기 잉크를 흘려보내지 않고, 상기 제1 경로에 상기 잉크를 순환시키면서, 상기 히터에서 상기 잉크를 가온하며,
상기 제1 경로를 순환하는 상기 잉크의 온도가 제1 목표온도에 도달하면, 상기 제1 경로를 순환하는 상기 잉크 중 일부를, 상기 제2 경로에 흘려보내는 잉크토출방법.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 경로를 순환하는 상기 잉크 중 일부를 상기 제2 경로에 흘려보내기 시작한 후, 상기 제2 경로를 흐르는 상기 잉크의 온도가 제2 목표온도에 도달하면, 상기 잉크젯헤드 내의 상기 잉크의 압력을 상승시키는 잉크토출방법.
청구항 8에 있어서,
상기 잉크젯헤드 내의 상기 잉크의 압력을 상승시킨 후, 상기 잉크젯헤드 내의 상기 잉크의 압력이 허용범위 내에 들어가도록, 상기 제2 경로의 유량을 제어하면서, 상기 잉크젯헤드로부터 상기 잉크를 액적화하여 토출하는 잉크토출방법.