JP2010214615A - 液滴吐出ヘッドの異物除去方法および圧力調整弁の異物除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴吐出ヘッド等の内部に混入した異物を、確実に除去することができる液滴吐出ヘッド等の異物除去方法を提供する。
【解決手段】液滴吐出ヘッドに離接自在に密接するキャップに吸引流路を介して接続された真空吸引して、液体供給流路を介して液体タンクに接続された液滴吐出ヘッドのヘッド内流路３７に通液して異物を吸引除去するに際し、液滴吐出ヘッドにキャップを密接・真空吸引して液体タンクより下流側の全流路に液体を通液する第１通液工程Ｓ１と、液体供給流路を閉止して液体供給流路およびヘッド内流路３７を液体充填状態とする仮充填工程Ｓ２と、キャップを離脱し、キャップ内および吸引流路から液体を抜き取る液抜き工程Ｓ３と、液滴吐出ヘッドにキャップを再度密接して真空吸引を行う負圧生成工程Ｓ４と、真空吸引しつつ液体供給流路を開放して液体を通液する第２通液工程Ｓ５と、を備えた。
【選択図】図１０

Description

本発明は、インクジェット方式の液滴吐出ヘッドに密接したキャップ等を介して液滴吐出ヘッドのヘッド内流路および圧力調整弁のバルブ内流路の異物を吸引除去する液滴吐出ヘッドの異物除去方法および圧力調整弁の異物除去方法に関する。

従来、機能液の供給源となる２つのメインタンクから供給された機能液を貯留すると共に、複数の機能液滴吐出ヘッドに自然水頭を利用し機能液を供給する８つのサブタンクと、各サブタンクと各機能液滴吐出ヘッドとを接続する下流側流路と、各機能液滴吐出ヘッドの吐出ノズル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吸引ユニットと、を有する機能液供給装置を搭載した液滴吐出装置が知られている（特許文献１参照）。
この液滴吐出装置では、まず、各機能液滴吐出ヘッドは、吸引ユニットに臨み、強制的な吸引を行うことにより各機能液滴吐出ヘッド内に機能液を充填する。その後、各機能液滴吐出ヘッドは、ワークに臨み、各サブタンクから機能液の供給を受けながら機能液滴を吐出し、ワークに対して描画処理を行う。

特開２００８−２４６４５８号公報

このような液滴吐出装置では、この装置を設置したとき、機能液を異種の機能液と置換するとき、機能液滴吐出ヘッドの吐出不良や劣化等によりキャリッジ交換を行うとき等、機能液滴吐出ヘッドにキャッピングを行って機能液を強制吸引し、いわゆる初期充填を行う。この初期充填では、機能液滴吐出ヘッドのヘッド内流路や圧力調整弁のバルブ内流路（特に２次室）に、機能液に混入した気泡を含む異物が残存してしまうという問題が実際に生じていた。残存した異物は、機能液滴吐出ヘッドの吐出不良や圧力調整弁の動作不良の原因となる。この場合、吸引ユニットの吸引力を、より強くすることで係る問題は解決されるが、吸引ユニットの大幅な仕様変更を要するため、設置スペースの変更やこれに伴うコスト的な問題を生ずる。

本発明は、液滴吐出ヘッドや圧力調整弁の内部に混入した異物を、確実に除去することができる液滴吐出ヘッドの異物除去方法および圧力調整弁の異物除去方法を提供することを課題とする。

本発明の液滴吐出ヘッドの異物除去方法は、インクジェット方式の液滴吐出ヘッドに離接自在に密接するキャップと、吸引流路を介してキャップに接続された真空吸引手段と、を用い、液体供給流路を介して液体タンクに接続された液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に通液して、ヘッド内流路の異物を吸引除去する液滴吐出ヘッドの異物除去方法であって、液滴吐出ヘッドにキャップを密接すると共に真空吸引手段を駆動して、液体供給流路、ヘッド内流路、キャップ内および吸引流路に液体を通液する第１通液工程と、第１通液工程の後、液体供給流路を閉止して、液体供給流路およびヘッド内流路を液体充填状態とする仮充填工程と、仮充填工程の後、液滴吐出ヘッドからキャップを離脱させると共に真空吸引手段を駆動して、キャップ内および吸引流路から液体を抜き取る液抜き工程と、液抜き工程の後、液滴吐出ヘッドにキャップを再度密接すると共に真空吸引手段を駆動する負圧生成工程と、負圧生成工程の後、真空吸引手段の駆動を継続しつつ、液体供給流路を開放して、液体供給流路、ヘッド内流路、キャップ内および吸引流路に液体を通液する第２通液工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明の圧力調整弁の異物除去方法は、インクジェット方式の液滴吐出ヘッドに離接自在に密接するキャップと、吸引流路を介してキャップに接続された真空吸引手段と、を用い、液体を液体タンクから液滴吐出ヘッドに供給する液体供給流路に介設した圧力調整弁のバルブ内流路に通液して、バルブ内流路の異物を吸引除去する圧力調整弁の異物除去方法であって、液滴吐出ヘッドにキャップを密接すると共に真空吸引手段を駆動して、液体供給流路、バルブ内流路、液滴吐出ヘッドのヘッド内流路、キャップ内および吸引流路に液体を通液する第１通液工程と、第１通液工程の後、液体供給流路を閉止して、液体供給流路、バルブ内流路およびヘッド内流路を液体充填状態とする仮充填工程と、仮充填工程の後、液滴吐出ヘッドからキャップを離脱させると共に真空吸引手段を駆動して、キャップ内および吸引流路から液体を抜き取る液抜き工程と、液抜き工程の後、液滴吐出ヘッドにキャップを再度密接すると共に真空吸引手段を駆動する負圧生成工程と、負圧生成工程の後、真空吸引手段の駆動を継続しつつ、液体供給流路を開放して、液体供給流路、バルブ内流路、ヘッド内流路、キャップ内および吸引流路に液体を通液する第２通液工程と、を備えたことを特徴とする。

これらの構成によれば、仮充填工程から液抜き工程を経て真空吸引手段を駆動すると、液体タンクから真空吸引手段に至る全流路、特に、キャップ内および吸引流路内の空間は、強い負圧状態となる。この状態で上流側の液体供給流路を開放することにより、ヘッド内流路よりも上流側の液体は、負圧となった空間に引き込まれるように勢いよく流れ込む。これにより、液体は、通常の真空吸引手段による吸引時の流速よりも遥かに高い流速で流れるため、液体と共に異物を液体に乗せて流し去ることができ、ヘッド内流路に存する異物をヘッド内流路外へと確実に排出することができる。また、吸引力を高めるために特別な手段（機器等）を用いる必要がなく、既存の真空吸引手段で、簡単に且つ確実に異物を除去することができる。

また、これらの場合、仮充填工程から第２通液工程に至る工程を複数回繰り返すことが好ましい。

これらの構成によれば、１度では除去できない異物であっても、高い流速の吸引を複数回繰り返すことで、これを確実に除去することが可能となる。これにより、異物除去率を高めることができる。

この場合、圧力調整弁は、バルブハウジング内の１次室と２次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、２次室の１の面を構成する受圧膜体により大気圧基準で開閉し、液体タンクから１次室に供給された液体を、圧力調整し２次室を介して液滴吐出ヘッドに供給するものであることが好ましい。

この構成によれば、大気圧基準で圧力調整された液体を、液滴吐出ヘッドに対して安定供給することができる。

また、この場合、異物が、気泡であることが好ましい。

例えば、バルブ内流路内が空の圧力調整弁に対して液体を初期充填する場合や、液体の入れ替えする場合等において、圧力調整弁のバルブ内流路に気泡が入り込むことがある。しかし、この構成によれば、気泡を確実に排出することができる。これにより、適正な圧力制御特性を維持することができる。

また、この場合、液体が、描画用のインクであることが好ましい。

この構成によれば、適正な圧力制御特性を維持できるため、液滴吐出ヘッドから安定したインクの吐出が可能となる。これにより、高品質な描画を安定して行うことができる。

さらに、この場合、液体タンクから液滴吐出ヘッドに至る全流路に、液体を充填する充填工程を兼ねていることが好ましい。

この構成によれば、圧力調整弁の異物除去と、液体タンクから液滴吐出ヘッドに至る全流路に対する液体の充填とを、同時並行に行えるため、液滴吐出ヘッドが適正に使用可能となるまでに要する時間を短縮することができる。

本実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。 本実施形態に係る液滴吐出装置に搭載されたキャリッジユニット（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。 機能液滴吐出ヘッドのポンプ部を模式的に示した拡大斜視図である。 機能液供給ユニットおよび吸引ユニットを模式的に示した系統図である。 キャップユニットの平面図（ａ）および吸引ユニットの側面図（ｂ）である。 吸引ユニットの配管系統図である。 キャリッジユニットに搭載された圧力調整弁の外観側面図である。 圧力調整弁の流入コネクター側の縦断面図（ａ）および流出コネクター側の縦断面図（ｂ）である。 機能液滴吐出ヘッドおよび圧力調整弁の異物除去方法のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る機能液滴吐出ヘッドおよび圧力調整弁の異物除去方法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。また、この液滴吐出装置では、機能液滴吐出ヘッドおよび圧力調整弁の内部に気泡等の異物が残留しないように、機能液を吸引し、導入する。

図１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１２ａ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１２と、複数本の支柱１１を介してＸ軸テーブル１２を跨ぐように架け渡された１対のＹ軸支持ベース１３ａ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１３と、Ｙ軸テーブル１３に移動自在に吊設され、複数（１２個）の機能液滴吐出ヘッド２５が搭載された１３個のキャリッジユニット１４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ー１５と、チャンバー１５を貫通して機能液滴吐出ヘッド２５に機能液を供給する機能液供給ユニット１６と、を備えており、チャンバー１５の側壁の一部には、機能液供給ユニット１６の主要部を為すメインタンク４０等を収納するタンクキャビネット５０が設けられている。この液滴吐出装置１は、制御装置１７により装置全体が統括制御され、Ｘ軸テーブル１２およびＹ軸テーブル１３の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド２５を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット１６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２１、吸引ユニット２２、ワイピングユニット２３、吐出性能検査ユニット２４から成るメンテナンス装置１８を備えており、これらユニットを機能液滴吐出ヘッド２５の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド２５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１２とＹ軸テーブル１３とが交わる部分にキャリッジユニット１４を臨ませてワークＷの描画を行い、Ｙ軸テーブル１３とメンテナンス装置１８（吸引ユニット２２、ワイピングユニット２３）が交わる部分にキャリッジユニット１４を臨ませて、機能液滴吐出ヘッド２５の機能維持・機能回復を行う。

図１および図２に示すように、各キャリッジユニット１４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２５と、１２個の機能液滴吐出ヘッド２５を６個ずつ２群に分けて支持するヘッドプレート２６と、各機能液滴吐出ヘッド２５に機能液を大気圧基準で供給する１２個の圧力調整弁２７と、を有するヘッドユニット１９を備えている。各圧力調整弁２７は、ヘッドプレート２６上において機能液滴吐出ヘッド２５の分割方向と直交する方向に６個ずつ２群に分割して配設されている。各キャリッジユニット１４は、一対のＹ軸支持ベース１３ａに掛け渡されたブリッジプレート１３ｂに吊設されている。各キャリッジユニット１４は、ブリッジプレート１３ｂ上に配設されたサブタンク４１から自然水頭を利用し、かつ圧力調整弁２７を介して各機能液滴吐出ヘッド２５に機能液が供給されるようになっている（図５参照）。なお、キャリッジユニット１４の個数および各キャリッジユニット１４に搭載される機能液滴吐出ヘッド２５の個数は任意である。

図３に示すように、機能液滴吐出ヘッド２５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の側方に連なる２連のヘッド基板３２と、ヘッド基板３２の下方に連なる２連のポンプ部３３と、ポンプ部３３に連なるノズルプレート３５と、を備えている。機能液導入部３１の接続針３４には、後述する２本の２次側チューブ４３ｂが接続されている（図５参照）。ノズルプレート３５のノズル面ＮＦには、２列のノズル列ＮＬが相互に平行に列設されており、各ノズル列ＮＬは、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル３６で構成されている。

図４に模式的に示すように、ポンプ部３３は、接着フィルム３３ａ上に設置され、各吐出ノズル３６に対応する圧電素子３３ｂと、接着フィルム３３ａとノズルプレート３５とを接合して、各吐出ノズル３６に対応する圧力室３３ｄを構成するシリコンキャビティ３３ｃと、で構成されている。また、ポンプ部３３には、圧力室３３ｄに供給するための機能液を溜めると共に各接続針３４に連通する共通室３３ｅと、各圧力室３３ｄと共通室３３ｅとをつなぐ供給路３３ｆと、が形成されている。そして、各圧力室３３ｄは、各吐出ノズル３６（圧電素子３３ｂ）に対応し、各吐出ノズル３６に連通している。ヘッド基板３２には、２つのコネクター３２ａが設けられ（図３参照）、制御装置１７に連なるフレキシブルフラットケーブル（図示省略）が接続されている。そして、制御装置１７から出力された駆動波形が各ポンプ部３３（の各圧電素子３３ｂ）に印加されることで、各吐出ノズル３６から機能液が吐出される。なお、各接続針３４から各吐出ノズル３６に至る経路を、以下「ヘッド内流路３７」と呼ぶ。

図１および図５に示すように、機能液供給ユニット１６は、チャンバー１５に併設のタンクキャビネット５０に収容された６個（６色）のメインタンク４０と、各ブリッジプレート１３ｂ上に配設された複数（１３個）のサブタンク４１と、メインタンク４０と複数のサブタンク４１とを接続するタンク側チューブ４２と、各サブタンク４１と各機能液滴吐出ヘッド２５を接続する複数のヘッド側チューブ４３と、を備えている。各ヘッド側チューブ４３には、機能液滴吐出ヘッド２５と共にキャリッジユニット１４に搭載された圧力調整弁２７が介設されており、ヘッド側チューブ４３は、サブタンク４１と圧力調整弁２７とを接続する１次側チューブ４３ａと、圧力調整弁２７と機能液滴吐出ヘッド２５とを接続する２次側チューブ４３ｂと、を有している。

メインタンク４０から送液された機能液は、タンク側チューブ４２を通って各サブタンク４１に貯留される。各サブタンク４１の機能液は、各機能液滴吐出ヘッド２５の駆動に応じ、ヘッド側チューブ４３および圧力調整弁２７を介して、機能液滴吐出ヘッド２５に自然水頭で供給される。一方、１次側チューブ４３ａには、サブタンク４１の近傍に位置してチューブ開閉バルブ４３ｃが介設されており、キャリッジユニット１４（ヘッドユニット１９）を交換する場合には、このチューブ開閉バルブ４３ｃを閉弁した後、１次側チューブ４３ａを圧力調整弁２７から接続を解除（離脱）し、この状態で交換が行われる。

図１に示すように、フラッシングユニット２１は、一対の描画前フラッシングユニット２１ａと、定期フラッシングユニット２１ｂ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２５の捨て吐出を受ける。吸引ユニット２２は、１３台のキャップユニット４４を有し、各機能液滴吐出ヘッド２５の吐出ノズル３６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２３は、吸引後の機能液滴吐出ヘッド２５のノズル面ＮＦを拭取る。吐出性能検査ユニット２４は、機能液滴吐出ヘッド２５の吐出の有無および飛行曲りを検査する。

次に、図５ないし図７を参照して、吸引ユニット２２について説明する。吸引ユニット２２は、１２個の機能液滴吐出ヘッド２５に対応する１２個の吸引キャップ４４ａをキャッププレート４４ｂに配置した１３台のキャップユニット４４と、支持部材４５ａを介して各キャップユニット４４を昇降させる１３台の昇降機構４５と、各キャップユニット４４に連なると共に機能液の流路を有する１３個の吸引流路系４６と、各吸引流路系４６に連なると共に２つの圧力水準の異なる（高圧・低圧）２つのエジェクター５５に対応した２つの廃液タンク５３を有する吸引機構４７と、を備えている。また、吸引ユニット２２は、吸引機構４７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４８と、各部から排気を行うための排気設備４９と、を備えている。

各キャップユニット４４は、各色２個、計１２個の機能液滴吐出ヘッド２５に対応した吸引キャップ４４ａと、これらを一括して搭載したキャッププレート４４ｂと、から成り、１２個の吸引キャップ４４ａは、１２個の機能液滴吐出ヘッド２５と同じ並びで且つ同じ傾き姿勢で、キャッププレート４４ｂに搭載されている（図６（ａ）参照）。各昇降機構４５は、支持部材４５ａを介して吸引キャップ４４ａを直接昇降させる昇降シリンダ４５ｂと、昇降シリンダ４５ｂによる昇降をガイドする一対のリニアガイド４５ｃと、これらを支持するベース部４５ｄと、を有している（図６（ｂ）参照）。昇降機構４５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１９の交換やキャップユニット４４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４４を３段階に昇降させる。

図７に示すように、各吸引流路系４６は、各キャップユニット４４に連なるキャップ側流路５１と、キャップ側流路５１に連なるタンク側流路５２と、から構成されている。キャップ側流路５１は、１２個の吸引キャップ４４ａに接続され、機能液の色別に合流して計６本になり、その各下流端で一次マニホールド５１ａに接続されている。タンク側流路５２は、上流端を一次マニホールド５１ａに接続し、各二次マニホールド５２ａを介して、２つの圧力水準に対応した各廃液タンク５３に、それぞれ接続されている。なお、キャップ側流路５１およびタンク側流路５２には、流路の開閉するキャップ側流路開閉バルブ５１ｂおよびタンク側流路開閉バルブ５２ｂが、それぞれ介設されている。

吸引機構４７の廃液タンク５３は、高圧（第１水準）で使用する第１廃液タンク５３ａと、低圧（第２水準）で使用する第２廃液タンク５３ｂとで構成されている。さらに、第２廃液タンク５３ｂには、上記したフラッシングユニット２１が、フラッシング流路５４を介して接続されている。また、エジェクター５５は、圧縮エアー供給設備４８から一次側に圧縮エアーを導入すると共に、二次側にタンク連通流路５６を介して接続した廃液タンク５３から、排気設備４９にエアーを排気することでタンク連通流路５６内を減圧する。

本実施形態における液滴吐出装置１の稼動停止時には、Ｙ軸テーブル１３により１３個のキャリッジユニット１４が１３台の吸引ユニット２２の位置まで移動し、キャップユニット４４を密接位置に上昇させ、全機能液滴吐出ヘッド２５に対し、いわゆるキャッピングが行われる。一方、稼動開始時には、全機能液滴吐出ヘッド２５に対し、キャッピングされた状態でエジェクター５５を駆動して吸引処理が行なわれ（初期充填）、続いてキャリッジユニット１４単位でワイピング処理が行なわれる。そして、１３台のキャリッジユニット１４は順次、Ｘ軸テーブル１２にセットされたワークＷ上に移動する。

次に、図８および図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６０と、調整弁本体６０の流入側に差込み接合した流入コネクター６１と、調整弁本体６０の流出側に差込み接合した流出コネクター６２と、を備えている。また、流入コネクター６１には、サブタンク４１に連なる１次側チューブ４３ａが接続され、他方、流出コネクター６２には、機能液滴吐出ヘッド２５に連なる２次側チューブ４３ｂが接続されている。

調整弁本体６０は、略円板状で、かつ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６４と、バルブハウジング６４と共に１次室６７を画成する蓋体６５と、バルブハウジング６４に受圧膜体７８（ダイヤフラム）を固定することでバルブハウジング６４と共に２次室６８を画成するドーナツ状の膜体押え部材６６と、で構成されており、バルブハウジング６４の中心部には、１次室６７および２次室６８を連通する連通流路６９が形成されている。

１次室６７は、受圧膜体７８と同心となる略円柱形状に形成され、１次室６７の上部には、１次室６７から径方向斜めに延びる流入ポート７１が形成されている。流入ポート７１には、流入コネクター６１が差し込み接合されており、流入コネクター６１と１次室６７とを連通する流入流路部７２が形成されている（図９（ａ）参照）。また、１次室６７の中心部には、連通流路６９が開口しており、この開口周縁部を弁座として、１次室６７側から連通流路６９を開閉する弁体７３が臨んでいる。この弁体７３は、これと蓋体６５との間に介設した弁体付勢ばね７４によって、閉弁方向（２次室６８側）に弱い力で付勢されている。

２次室６８は、受圧膜体７８が膜体押え部材６６によりバルブハウジング６４に取り付けられ、バルブハウジング６４に凹型形成した内面壁６８ａと受圧膜体７８とによって、全体として受圧膜体７８を底面とする円錐台形状に形成されている。すなわち、内面壁６８ａは、テーパー部位６８ｂを有する有底すり鉢状に形成されている。２次室６８の下部には、２次室６８から真下に延びる流出ポート７５が形成され、流出コネクター６２が差し込み接合されている。そして、２次室６８と流出コネクター６２とを連通する流出流路部７６が、テーパー部位６８ｂに開口している（図９（ｂ）参照）。また、２次室６８の中心部には、上記した連通流路６９が開口しており、この開口周縁部と受圧膜体７８との間には、受圧膜体７８を前方向に向かって付勢する膜体付勢ばね７７が介設されている。

受圧膜体７８（ダイヤフラム）は、樹脂フィルムで構成した膜体本体７８ａと、膜体本体７８ａの中央部に接着した樹脂製の受圧板７８ｂとで構成されている。受圧板７８ｂは、膜体本体７８ａと同心の円板状に、且つ膜体本体７８ａに対し十分に小径に形成されており、その中央に上記の弁体７３が離接するようになっている。

このように構成された圧力調整弁２７では、機能液の吐出等により２次室６８の圧力が低くなると、受圧膜体７８が後方（内側）に変形し、受圧板７８ｂが弁体７３を後方に押して開弁し、１次室６７から２次室６８に機能液が流入する。機能液の流入が進み２次室６８の圧力が高まると、受圧膜体７８が前方（外側）に変形し、弁体７３が閉弁する。すなわち、圧力調整弁２７は、大気圧と２次室６８の内部圧力とのバランスにより受圧膜体７８が変形することで連通流路６９を開閉する。なお、流入コネクター６１から流出コネクター６２に至る機能液の流路を、以下「バルブ内流路７９」と呼ぶ。

ここで、本実施形態に係る液滴吐出装置１では、本装置を設置した際、ワークＷへの描画を開始するに先立ち、サブタンク４１から機能液滴吐出ヘッド２５および圧力調整弁２７に対して機能液を供給する、いわゆる初期充填を行う。この初期充填は、吸引ユニット２２の複数の吸引キャップ４４ａにより、各機能液滴吐出ヘッド２５のノズル面ＮＦを封止（キャッピング）して、複数の吐出ノズル３６から機能液を強制吸引することで行われる。また、この初期充填は、液滴吐出装置１を設置したとき以外にも、例えば、導入する機能液を異種のものに置換する場合や、機能液滴吐出ヘッド２５の吐出不良や劣化等によりキャリッジユニット１４の交換を行う場合等にも行われる。

しかし、通常の強制吸引では、機能液滴吐出ヘッド２５のヘッド内流路３７や圧力調整弁２７のバルブ内流路７９（特に２次室６８）に異物（機能液に混入した気泡を含む）が存在する場合に、これを確実に排出することができなかった。排出されずに残存した異物は、機能液滴吐出ヘッド２５の吐出不良や圧力調整弁２７の動作不良の原因となっていた。
そこで、本実施形態に係る液滴吐出装置１（吸引ユニット２２）では、初期充填における強制吸引の際に、機能液滴吐出ヘッド２５および圧力調整弁２７から確実に異物を除去することができるように、以下のような方法（異物除去方法）を採用している。

図５および図１０を参照して、本実施形態に係る液滴吐出装置１の制御装置１７による吸引ユニット２２を用いた機能液滴吐出ヘッド２５および圧力調整弁２７の異物除去方法（主に気泡除去）について説明する。この異物除去方法は、サブタンク４１から廃液タンク５３までの全流路に機能液を通液する第１通液工程Ｓ１と、第１通液工程Ｓ１の後、ヘッド側チューブ４３を閉止して、ヘッド側チューブ４３、バルブ内流路７９およびヘッド内流路３７を機能液が充填された状態とする仮充填工程Ｓ２と、仮充填工程Ｓ２の後、吸引キャップ４４ａ内、キャップ側流路５１およびタンク側流路５２から機能液を抜き取る液抜き工程Ｓ３と、液抜き工程Ｓ３の後、機能液滴吐出ヘッド２５に吸引キャップ４４ａを再度密接すると共にエジェクター５５を駆動する負圧生成工程Ｓ４と、負圧生成工程Ｓ４の後、エジェクター５５の駆動を継続しつつ、ヘッド側チューブ４３を開放して、サブタンク４１から廃液タンク５３までの全流路に機能液を通液する第２通液工程Ｓ５と、を備えている。

まず、第１通液工程Ｓ１では、対応するキャップユニット４４を、昇降機構４５を駆動して密接位置に上昇させ、各機能液滴吐出ヘッド２５のノズル面ＮＦを封止すると共に、チューブ開閉バルブ４３ｃ、キャップ側流路開閉バルブ５１ｂおよびタンク側流路開閉バルブ５２ｂを開き、各サブタンク４１と第１廃液タンク５３ａとを連通させる。そして、高圧で吸引処理を行うことで、各サブタンク４１より下流側の全流路、つまり、ヘッド側チューブ４３（液体供給流路）、バルブ内流路７９、ヘッド内流路３７、吸引キャップ４４ａ内、キャップ側流路５１およびタンク側流路５２（吸引流路）に機能液を通す。なお、第２廃液タンク５３ｂに連通させ、低圧で吸引してもよい。

仮充填工程Ｓ２では、チューブ開閉バルブ４３ｃを閉じ、機能液の通液（エジェクター５５の駆動）を停止する。すると、サブタンク４１より下流側の全流路には、機能液が充填された状態となる。なお、初期充填に供される機能液滴吐出ヘッド２５および圧力調整弁２７には、予め保管液が充填されている場合があり、かかる場合には、保管液を完全に抜き取って（機能液と置換）仮充填となる。

続く液抜き工程Ｓ３では、各機能液滴吐出ヘッド２５から吸引キャップ４４ａを離脱させ、高圧（低圧でもよい）で吸引を行い、吸引キャップ４４ａ内、キャップ側流路５１およびタンク側流路５２に充填されている機能液を抜き取る。なお、チューブ開閉バルブ４３ｃは閉じられているため、吸引キャップ４４ａより上流側の流路、つまり、ヘッド側チューブ４３、バルブ内流路７９およびヘッド内流路３７には、通液した機能液が充填されたままの状態となっている。

負圧生成工程Ｓ４では、再び、対応するキャップユニット４４を密接位置に上昇させ、各機能液滴吐出ヘッド２５をキャッピングする。これと共に、キャップ側流路開閉バルブ５１ｂおよびタンク側流路開閉バルブ５２ｂを開き、各吸引キャップ４４ａと第１廃液タンク５３ａとを連通させ、高圧で吸引処理を行う（なお、チューブ開閉バルブ４３ｃは閉止状態維持）。これにより、各サブタンク４１より下流側の全流路に負圧を作用させる。特に、吸引キャップ４４ａ内、キャップ側流路５１内およびタンク側流路５２内の各空間（圧縮流体）は、強い負圧状態となる。

そして、第２通液工程Ｓ５では、負圧生成工程Ｓ４において形成した負圧を維持した状態で、且つ、エジェクター５５を駆動したまま、チューブ開閉バルブ４３ｃを開く。すると、吸引キャップ４４ａより上流側の流路に充填されている機能液は、負圧となった下流側の空間に引き込まれるように勢いよく流れ込む。これにより、機能液は通常の吸引（高圧）処理時の流速よりも遥かに高い流速で流れるため、ヘッド内流路３７およびバルブ内流路７９に存する異物（気泡等）は、機能液と共に廃液タンク５３へと確実に排出することができる。つまり、異物を機能液に乗せて流し去ることができる。また、このような異物除去方法によれば、吸引力を高めるために特別な手段（機器等）を用いる必要がなく、既設のエジェクター５５等の吸引手段で、簡単に且つ確実に異物を除去することができる。

この後、再び仮充填工程Ｓ２に戻り、それ以降の工程（仮充填工程Ｓ２から第２通液工程Ｓ５まで）を、更に４回繰り返す。つまり、この異物除去方法では、上記の流速を速めた強制吸引を、合計５回繰り返すことで、１度では除去できない異物であっても確実に除去することが可能となり、この異物除去方法による異物除去率を、更に高めている。なお、吸引の繰り返し回数は任意であり、５回より多くても少なくてもよい。

また、最後の５回目の第２通液工程Ｓ５の後、各サブタンク４１より下流側の全流路には、気泡等の異物のない状態で機能液が充填されている。つまり、この異物除去方法が終了することにより、機能液滴吐出ヘッド２５および圧力調整弁２７に対する機能液の初期充填が終了する。すなわち、この異物除去方法は、機能液滴吐出ヘッド２５および圧力調整弁２７に対する機能液の充填工程を兼ねている。

以上の構成によれば、大気圧基準で圧力調整された異物のない機能液を、機能液滴吐出ヘッド２５に対して安定供給することができる。また、機能液滴吐出ヘッド２５から不良吐出のない、安定した機能液の吐出が可能となるため、ワークＷに対して高品質な描画を行うことができる。なお、本実施形態では、キャリッジユニット１４の交換に使用するチューブ開閉バルブ４３ｃを利用して、異物除去を行っているが、単にオペレーターが、１次側チューブ４３ａを摘んで流路閉止し、異物除去動作を行うようにしてもよい。

２２：吸引ユニット、２５：機能液滴吐出ヘッド、２７：圧力調整弁、３７：ヘッド内流路、４１：サブタンク、４３：ヘッド側チューブ、４３ｃ：チューブ開閉バルブ、４４ａ：吸引キャップ、５１：キャップ側流路、５１ｂ：キャップ側流路開閉バルブ、５２：タンク側流路、５２ｂ：タンク側流路開閉バルブ、５３：廃液タンク、５５：エジェクター、７９：バルブ内流路

Claims (8)

1. インクジェット方式の液滴吐出ヘッドに離接自在に密接するキャップと、吸引流路を介して前記キャップに接続された真空吸引手段と、を用い、
   液体供給流路を介して液体タンクに接続された前記液滴吐出ヘッドのヘッド内流路に通液して、前記ヘッド内流路の異物を吸引除去する液滴吐出ヘッドの異物除去方法であって、
   前記液滴吐出ヘッドに前記キャップを密接すると共に前記真空吸引手段を駆動して、前記液体供給流路、前記ヘッド内流路、前記キャップ内および前記吸引流路に液体を通液する第１通液工程と、
   前記第１通液工程の後、前記液体供給流路を閉止して、前記液体供給流路および前記ヘッド内流路を液体充填状態とする仮充填工程と、
   前記仮充填工程の後、前記液滴吐出ヘッドから前記キャップを離脱させると共に前記真空吸引手段を駆動して、前記キャップ内および前記吸引流路から前記液体を抜き取る液抜き工程と、
   前記液抜き工程の後、前記液滴吐出ヘッドに前記キャップを再度密接すると共に前記真空吸引手段を駆動する負圧生成工程と、
   前記負圧生成工程の後、前記真空吸引手段の駆動を継続しつつ、前記液体供給流路を開放して、前記液体供給流路、前記ヘッド内流路、前記キャップ内および前記吸引流路に前記液体を通液する第２通液工程と、を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの異物除去方法。
2. 前記仮充填工程から前記第２通液工程に至る工程を複数回繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの異物除去方法。
3. インクジェット方式の液滴吐出ヘッドに離接自在に密接するキャップと、吸引流路を介して前記キャップに接続された真空吸引手段と、を用い、
   液体を液体タンクから前記液滴吐出ヘッドに供給する液体供給流路に介設した圧力調整弁のバルブ内流路に通液して、前記バルブ内流路の異物を吸引除去する圧力調整弁の異物除去方法であって、
   前記液滴吐出ヘッドに前記キャップを密接すると共に前記真空吸引手段を駆動して、前記液体供給流路、前記バルブ内流路、前記液滴吐出ヘッドのヘッド内流路、前記キャップ内および前記吸引流路に前記液体を通液する第１通液工程と、
   前記第１通液工程の後、前記液体供給流路を閉止して、前記液体供給流路、前記バルブ内流路および前記ヘッド内流路を液体充填状態とする仮充填工程と、
   前記仮充填工程の後、前記液滴吐出ヘッドから前記キャップを離脱させると共に前記真空吸引手段を駆動して、前記キャップ内および前記吸引流路から前記液体を抜き取る液抜き工程と、
   前記液抜き工程の後、前記液滴吐出ヘッドに前記キャップを再度密接すると共に前記真空吸引手段を駆動する負圧生成工程と、
   前記負圧生成工程の後、前記真空吸引手段の駆動を継続しつつ、前記液体供給流路を開放して、前記液体供給流路、前記バルブ内流路、前記ヘッド内流路、前記キャップ内および前記吸引流路に前記液体を通液する第２通液工程と、を備えたことを特徴とする圧力調整弁の異物除去方法。
4. 前記圧力調整弁は、バルブハウジング内の１次室と２次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、前記２次室の１の面を構成する受圧膜体により大気圧基準で開閉し、前記液体タンクから前記１次室に供給された前記液体を、圧力調整し前記２次室を介して前記液滴吐出ヘッドに供給するものであることを特徴とする請求項３に記載の圧力調整弁の異物除去方法。
5. 前記仮充填工程から前記第２通液工程に至る工程を複数回繰り返すことを特徴とする請求項３または４に記載の圧力調整弁の異物除去方法。
6. 前記異物が、気泡であることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の圧力調整弁の異物除去方法。
7. 前記液体が、描画用のインクであることを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載の圧力調整弁の異物除去方法。
8. 前記液体タンクから前記液滴吐出ヘッドに至る全流路に、前記液体を充填する充填工程を兼ねていることを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載の圧力調整弁の異物除去方法。

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