JP2009214299A - 液体検知装置及びこれを備えたインクジェット式液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッファータンク内の液体を排出す際には、液体が入っていないときにもポンプを動作させる必要があるため、液体がなくて動作しないのかまたポンプの故障で液体が流れないのかの区別ができない。
【解決方法】リードスイッチを容器外に取り付け、任意の位置に設置して、検知する液面を選択する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体の液面を検知する液面センサー及びそれを用いたインクジェット式液体塗布装置に関するものである。

液面検知装置は様々な分野で用いられており、その方式も超音波やレーザで液面を観測するものや磁石や浮きを用いて機械的に検知するものまで様々なものがある。方式は検知する液体、精度やコストなどによって決められる。

インクジェット式液体塗布装置は、近年産業用途として様々な分野での利用の検討がなされている。特に液晶関連製造プロセスでは大型ガラス基板対応、製造プロセスの簡略化や使用材料削減によるコスト低減などを目的として、配向膜、カラーフィルタ用レジスト及びビーズスペーサー塗布などの塗布装置として一部利用されている。インクジェット方式の特徴として、必要な部分に必要な量を塗布することが可能であるが、一般的なインクジェットヘッドは小さなノズルから液体を吐出するためインクによっては初期のインク充填や工程中のノズル詰まりによる吐出不良が発生する場合がある。そのためインク充填システムやヘッドの保全システムなど液体塗布の信頼性を確保するために様々なサブシステムが搭載されている。また量産ラインでは自動で製造装置が稼動しているため各種のセンサーで装置の状態をモニターする必要がある。前述のようにインクの充填やヘッド保全、洗浄には大量の液体を使用するため、それらの廃液は確実に排出されなければならない。例としてヘッド保全・洗浄部から排出される廃液は液溜めから溢れないように定期的にポンプによって廃液を排出する必要がある。万が一廃液ポンプが故障した場合、廃液が溢れる場合があるので、配管部の途中にバッファータンクを設けて、ヘッド保全部・洗浄部に溜まった液を一度タンクに溜めた後に別のポンプでバッファータンクの液を排出する構造としている。使用する液面センサーの例として、流路中に浮きと磁石を設け、リードスイッチで液体の流れを検出するものがある（例えば、特許文献１）。

実開平０７−０３６０６１号公報

しかしながらバッファータンク内の液体を排出す際には、液体が入っていないときにもポンプを動作させる必要があるため、液体がなくて動作しないのかまたポンプの故障で液体が流れないのかの区別ができないという欠点がある。
本発明の目的は、このような事情に鑑み、簡易な構造でバッファータンク内の液面を検知して、バッファータンク内の廃液の漏出を防ぐことにある。

上記目的を解決するために本発明の第１の手段は、液体の流入口と、液体の流出口と、液体で浮上する浮きと、該浮きに備えられた磁石とを備えた液体を溜める容器と、該容器を固定する固定治具と、該固定治具の前記容器の直下に配置されるリードスイッチを備え、前記容器内の磁石の位置によってリードスイッチがオン−オフすることにより液面を検知することを特徴とする。このように構成することにより容器とリードスイッチを別部材としながら液面を検出することが可能となる。

本発明の第２の手段は、液体の流入口と、液体の流出口と、液体で浮上する浮きと、該浮きに備えられた磁石とを備えた液体を溜める容器と、該容器を固定する固定治具と該固定治具の前記容器の直下に配置されるリードスイッチを備え、前記容器内の磁石の位置によってリードスイッチがオン−オフすることにより液面を検知する液面検知装置において、リードトスイッチの中心が前記固定治具の下面から見て前記容器内の磁石における中心の100ミリメートル以内の範囲に配置されることを特徴とする。このように構成することにより、リードスイッチの位置を変えることにより、検知する液面の高さを任意に選択することが可能となる。

本発明の第３の手段は、上記のように構成された液面検出装置を搭載したインクジェット式記録装置を実現したことを特徴とする。

本発明によれば、液面検知センサーは簡単な構成で、外部に取り付けられたリードスイッチの位置を変えることにより任意の液面の高さを検知することが可能になる。また、前記した液面検知センサーをインクジェット式液体塗布装置に搭載することにより、送液ポンプの故障などによる漏液事故を防止できる。

以下に、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る液面検知センサーの概要図である。１は容器、２は浮き、３は磁石、４は密閉蓋、５は廃液流入口、６は廃液流出口、７はエア流入口、８は容器固定治具、９はリードスイッチ、１０はサポートである。容器固定治具８の上に載せられた廃液を溜める容器内には接着された浮き２と磁石３がある。浮き２と磁石３は中心に同心の穴が開いており、サポート１０に通されており、上下にのみ動く構造となっている。廃液流入口５から導入された廃液は通常は図示されていないエアポンプからエア流入口７から導入される加圧エアによって廃液は廃液流出口６から、図示されていない廃液タンクへ排出される。

次に、廃液排出用のエアポンプが故障したときの動作について説明する。通常は定期的にタンク内は加圧され廃液は押し出されるため、廃液流出口６のチューブ下面より液面が上昇することはない。従って、磁石３と浮き２はサポート１０の最下部に位置している。このとき、容器固定治具８の内部に設置されたリードスイッチ９は導通状態にある。エアポンプの故障により廃液が廃液流出口６から排出されない状態で廃液流入口５から廃液が流入し続けると容器１内の廃液の水位が上昇し、ある高さ以上で浮き２と磁石３が上昇を開始する。磁石３が上昇を続けるとリードスイッチ９との距離が離れるためある位置まで上昇することによりリードスイッチ９の導通状態が切れ、容器内の液面の上昇が検知される。
リードスイッチ９の導通状態は一定の磁力で切断される。磁力の強さは磁石からの距離により決定されるため事前に磁石とリードスイッチの位置と導通状態の関係を測定することにより任意の水位でのリードスイッチ９のオン−オフが可能となる。図２は今回用いたリードスイッチと磁石の位置と導通状態のオン−オフの関係を調べたものである。リードスイッチ９の真上に磁石３があるときは短い距離でリードスイッチ９はオフとなるが、左右にずらすことによりリードスイッチ９の導通状態がオフになる距離が長くなっている。なお今回は上面がS極、下面がＮ極の円盤状の磁石を用いたが、磁極の向きや磁石の形状によってオン−オフする位置は異なる。

次に、これらの液面検知センサーを用いたインクジェット式液体塗布装置について説明する。図３はインクジェット式液体塗布装置のシステム構成を示した図である。インクジェット式液体塗布装置は液体を吐出させるインクジェットヘッド部と、液体を塗布する基板を載せて移動させるＸ−Ｙステージと、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、インクジェットヘッドの洗浄等を行うインクジェットヘッド保全洗浄部と、インクジェットヘッドを制御するインクジェット制御部と、全体を制御する全体制御部とからなる。インクジェットヘッドは小さいノズルから液体を吐出するため液体によっては乾燥や微粒子によってノズル詰まりが発生し、吐出不良を起こすことがある。そのためインクジェットヘッドは定期的に表面の洗浄や捨て打ちなどを行う必要がある。これらの動作は液体の排出を伴うためヘッド保全洗浄部で実施され、溜まった液体はポンプなどによって排出される。

図４はヘッド保全洗浄部の詳細を説明した図である。ヘッド保全制御部でインクジェットヘッド１１から排出された液体は受け皿１２に溜められる。溜まった液体は定期的にポンプ１３によってバッファータンク１４に排出される。バッファータンク１４に溜まった液体はポンプ１５によって最終的に廃液タンク１６に排出される。バッファータンク１４には、第1図で説明した液面検知センサーが取り付けられており、ポンプ１５の故障によりバッファータンク内の液面がある高さ以上になるとインクジェット式塗布装置の全体制御部に信号を送りインクジェットヘッド１１からの液体の排出動作を中止し、液体の漏洩を防止する。

本発明の液面検知センサーの構成を示す説明図である。 本発明の液面検知センサーにおけるリードスイッチのオン−オフ特性を示す説明図である。 本発明の液体検知センサーを搭載したインクジェット式液体塗布装置のシステム構成を示す説明図である。 本発明の液体検知センサーを搭載したインクジェットヘッド保全洗浄部の構成を示す説明図である。

符号の説明

１は容器、２は浮き、３は磁石、４は密閉蓋、５は廃液流入口、６は廃液流出口、７はエア流入口、８は容器固定治具、９はリードスイッチ、１０はサポート、１１はインクジェットヘッド、１２は受け皿、１３はポンプ１、１４はバッファータンク、１５はポンプ２、１６は廃液タンクである。

Claims (3)

1. 液体の流入口と、液体の流出口と、液体で浮上する浮きと、前記浮きに備えられた磁石とを備えた液体を溜める容器と、該容器を固定する固定治具と該固定治具の前記容器の直下に配置されるリードスイッチを備え、前記容器内の磁石の位置によってリードスイッチがオン−オフすることにより液面を検知することを特徴とする液体検知装置。
2. 請求項１において、前記リードスイッチの中心が前記固定治具の下面から見て前記容器内の磁石における中心の100ミリメートル以内の範囲に配置されることを特徴とする液体検知装置
3. 請求項１記載の液体検知装置を備えたインクジェット液体塗布装置。

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