JP2011098302A - Ink jet unit - Google Patents

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Kazuhiro Nishikawa
和宏 西川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet unit which can accurately and stably discharge an ink without restricting the arrangement of an ink tank. <P>SOLUTION: The ink jet unit includes an ink jet head 7 for discharging an ink, an airtightly closable ink tank 8 for storing an ink supplied to the ink jet head 7, a pressure sensor 10 for monitoring an ink pressure in the ink tank 8, and a liquid feed pump 9 for discharging the ink in the ink tank 8. The liquid feed pump 9 discharges the ink in the ink tank 8 until the ink pressure detected by the pressure sensor 10 becomes a desired negative pressure. As a result, a meniscus formed in a nozzle portion of the ink jet head 7 can be normally maintained. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドを搭載するインクジェットユニットに関するものであり、特に、インク圧力を適正に保つための構造に関するものである。   The present invention relates to an ink jet unit equipped with an ink jet head, and more particularly to a structure for maintaining an ink pressure appropriately.

所望とする領域に微小液滴を被着させる技術として、圧電材料を用いて微細なノズルから微小液滴を押し出して吐出するインクジェット技術が知られており、民生用プリンタに広く用いられているのみならず、近年では産業用途としての注目が高まっている。   As a technique for depositing micro droplets in a desired region, an ink jet technology is known in which micro droplets are ejected from a micro nozzle using a piezoelectric material and are only widely used in consumer printers. In recent years, attention as an industrial application has been increasing.

このインクジェット技術は、例えば液晶表示装置を製造する工程に適用することができる。具体的には、カラーフィルタ製造のために赤、青、および緑色の各色インクを微小領域毎に塗布する工程や、液晶層の厚みを一定に規定するスペーサを配置する目的のためにビーズを含有する液体を塗布する工程などへ適用することができる。この適用によって、フォトリソグラフィ工程を省略し、製造コストを削減することが期待されている。また、インクジェット技術は、次世代ディスプレイ技術として注目される有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）デバイスを製造する工程にも適用できる。例えば、高分子タイプの発光層等を液体吐出技術によって形成する方法が提案されている。   This ink jet technology can be applied to a process of manufacturing a liquid crystal display device, for example. Specifically, beads are included for the purpose of arranging a spacer that regulates the thickness of the liquid crystal layer to a certain level, and a step of applying each color ink of red, blue, and green for manufacturing a color filter. It can be applied to a step of applying a liquid to be applied. This application is expected to eliminate the photolithography process and reduce the manufacturing cost. Further, the ink jet technology can also be applied to a process of manufacturing an organic EL (electroluminescence) device that is attracting attention as a next generation display technology. For example, a method of forming a polymer type light emitting layer or the like by a liquid discharge technique has been proposed.

ここで、インクジェットヘッドを搭載し、当該インクジェットヘッドにインクを供給するなどの各種動作を行うユニットをインクジェットユニットと呼び、これを用いて所定の処理を行う装置をインクジェット処理装置と呼ぶ。   Here, a unit that carries an ink jet head and performs various operations such as supplying ink to the ink jet head is called an ink jet unit, and a device that performs a predetermined process using the unit is called an ink jet processing device.

インクジェット技術においては、インクジェットヘッド内部のインク圧力を制御する必要がある。インク圧力が高すぎる場合には、インクジェットヘッドのノズル部からインクが漏れ出すという不具合が生じる。また、インク圧力が低すぎる場合には、上記ノズル部から空気がインクジェットヘッド内部に引き込まれ、インクを正常に吐出できなくなる問題が引き起こされる。またさらに、微小液滴の液量を精度よく再現し、安定して吐出し続けるためには、ノズル部に形成されるメニスカスがやや凹型になるように、インク圧力を周囲の大気圧よりもやや負圧に保つとよいことが知られている。   In the ink jet technology, it is necessary to control the ink pressure inside the ink jet head. When the ink pressure is too high, there is a problem that ink leaks from the nozzle portion of the inkjet head. Further, when the ink pressure is too low, air is drawn into the ink jet head from the nozzle portion, causing a problem that ink cannot be ejected normally. Furthermore, in order to accurately reproduce the liquid volume of the fine droplets and continue to discharge stably, the ink pressure is slightly higher than the surrounding atmospheric pressure so that the meniscus formed in the nozzle part is slightly concave. It is known to maintain a negative pressure.

インク圧力を制御する方法として、水頭差を利用する方法が知られている。   As a method for controlling the ink pressure, a method using a water head difference is known.

水頭差を利用する方法の一例では、インクジェットヘッドとインクタンクとがインク流路を介して接続され、当該インクタンクは大気開放される。さらに、インクタンク内のインクの液面が、インクジェットヘッドのノズル面に対して鉛直下方となるように配置する。これによって、ノズル付近のインク圧力を負圧に維持することが可能になる。なお、この負圧レベルは、インクタンク内のインクの液面とノズル面との高低差に応じて変化する。   In an example of a method using a water head difference, an ink jet head and an ink tank are connected via an ink flow path, and the ink tank is opened to the atmosphere. Further, the ink surface in the ink tank is arranged vertically below the nozzle surface of the inkjet head. This makes it possible to maintain the ink pressure near the nozzle at a negative pressure. The negative pressure level changes according to the height difference between the ink level in the ink tank and the nozzle surface.

上記の一例では、インクタンクを大気開放することによって、インクに大気圧を直接的に伝達しているが、溶媒の揮発によるインクの濃度変化が許容されない場合には、可撓性のあるインク袋を密閉可能なインクタンクとして採用する例も存在する。この例では、大気圧力がインク袋を介してインクへ伝達される。   In the above example, the atmospheric pressure is directly transmitted to the ink by opening the ink tank to the atmosphere. However, when the change in the ink concentration due to the volatilization of the solvent is not allowed, a flexible ink bag is used. There is also an example of adopting as an ink tank that can be sealed. In this example, atmospheric pressure is transmitted to the ink via the ink bag.

このような水頭差を利用してインク圧力を制御する方法では、インクタンクをインクジェットヘッドのノズル面よりも鉛直下方に配置する必要があり、被処理物を避けてインクタンクを設置する必要がある。また、被処理物の全域に対して処理を行う際には、インクジェットヘッド、ひいてはインクジェットユニットが、上記被処理物の鉛直上方において、被処理物の全域に相対的に移動することが必要になる。   In the method of controlling the ink pressure using such a water head difference, it is necessary to dispose the ink tank vertically below the nozzle surface of the inkjet head, and it is necessary to install the ink tank while avoiding the object to be processed. . Further, when processing is performed on the entire area of the object to be processed, it is necessary that the ink jet head, and thus the ink jet unit, move relative to the entire area of the object to be processed, vertically above the object to be processed. .

ところで、インクジェット処理装置が産業用途に用いられる場合には、例えば液晶表示装置の製造に使用されるガラス基板に代表されるように、被処理物が比較的大きい場合が多い。しかしながら、インクジェット処理装置が上述のように水頭差を利用してインク圧力を制御する方法を採用している場合、被処理物が大型であると、インクジェットヘッドとインクタンクとを連通させるインク流路を長く設定する必要がある。また、インクジェットヘッドが被処理物の上方においてその全域を走査するためには、インク流路が変形してインクジェットヘッドに追随せねばならない。このようにインク流路が長く、かつインク流路を変形させる動作を繰り返さねばならない装置では、インク流路中の気泡が発生したり、チューブなどのインク流路構成物が長期動作に伴って疲労や磨耗により損傷したり、という問題が懸念される。   By the way, when an inkjet processing apparatus is used for industrial applications, for example, a workpiece is often relatively large, as represented by a glass substrate used for manufacturing a liquid crystal display device, for example. However, when the ink jet processing apparatus adopts the method of controlling the ink pressure using the water head difference as described above, if the object to be processed is large, the ink flow path that causes the ink jet head and the ink tank to communicate with each other Needs to be set longer. Further, in order for the inkjet head to scan the entire area above the object to be processed, the ink flow path must be deformed to follow the inkjet head. In such an apparatus having a long ink flow path and an operation that requires deformation of the ink flow path, bubbles in the ink flow path are generated, or the ink flow path component such as a tube is fatigued with a long-term operation. There is a concern that it may be damaged due to wear.

そこで、インク圧力を制御する別の方法として、可撓性インク袋を密閉容器内に配置し、ポンプと圧力計とによって当該密閉容器内の気圧を負圧に調整する方法が提案されている（例えば特許文献１を参照）。この方法によれば、可撓性インク袋を介してインクに密閉容器内の圧力を伝達することができるため、密閉容器の配置を特に限定せずにインク圧力を制御することができる。したがって、上記方法は、大型の被処理物を対象とするインクジェット装置に対して好適に適用可能である。   Therefore, as another method for controlling the ink pressure, a method has been proposed in which a flexible ink bag is arranged in a sealed container and the air pressure in the sealed container is adjusted to a negative pressure by a pump and a pressure gauge ( For example, see Patent Document 1). According to this method, since the pressure in the sealed container can be transmitted to the ink via the flexible ink bag, the ink pressure can be controlled without particularly limiting the arrangement of the sealed container. Therefore, the above method can be suitably applied to an inkjet apparatus that targets a large object to be processed.

また、インク圧力を制御するさらに別の方法として、インクタンクに連結された大気開放管内にインクと大気との境界部を存在させ、その境界部に形成されるメニスカスの表面張力によって、インクに負圧を与える方法が提案されている（例えば特許文献２を参照）。この方法によっても、インクタンクの配置を特に限定せずにインク圧力を制御することができる。   Further, as another method for controlling the ink pressure, a boundary portion between the ink and the atmosphere exists in the atmosphere open pipe connected to the ink tank, and the surface tension of the meniscus formed at the boundary portion causes a negative effect on the ink. A method for applying pressure has been proposed (see, for example, Patent Document 2). Also by this method, the ink pressure can be controlled without particularly limiting the arrangement of the ink tank.

特開２００６−２０５５５４号公報（２００６年８月１０日公開）JP 2006-205554 A (published August 10, 2006) 特開２００３−２３７８５９号公報（２００３年８月２７日公開）JP 2003-237859 A (published August 27, 2003)

しかしながら、特許文献１に開示されたような可撓性インク袋を用いる構成には、以下の問題が存在する。   However, the configuration using the flexible ink bag as disclosed in Patent Document 1 has the following problems.

すなわち、可撓性インク袋には、インクの揮発を抑制するための気体遮断性と、外部圧力を内部のインクにそのまま伝達する柔軟性とが同時に要求される。そこで、可撓性インク袋を形成する材料には、例えば樹脂膜と金属薄膜との積層構造を有するフィルムなどが用いられる。仮に金属膜のみのフィルムは柔軟性に欠け、外部圧力を内部のインクに正確に伝達できないが、金属薄膜が樹脂膜と共に積層構造を構成するフィルムによれば、相応の強度と柔軟性を保つことができる。ただし樹脂膜は、使用する有機溶媒によっては長期間の薬品耐性を持たない場合がある。つまりインク材料によっては、可撓性インク袋を使用することができないという問題が存在する。   That is, the flexible ink bag is required to have gas barrier properties for suppressing ink volatilization and flexibility to transmit external pressure to the ink inside as it is. Thus, as a material for forming the flexible ink bag, for example, a film having a laminated structure of a resin film and a metal thin film is used. If a film with only a metal film lacks flexibility and external pressure cannot be accurately transferred to the ink inside, a film in which the metal thin film forms a laminated structure with the resin film should maintain the appropriate strength and flexibility. Can do. However, the resin film may not have long-term chemical resistance depending on the organic solvent used. That is, there is a problem that a flexible ink bag cannot be used depending on the ink material.

また、特許文献１に開示されたように、可撓性インク袋を密閉容器内に収納する構成では、密閉容器が必然的に大きくなってしまうため、インクジェットユニット全体が巨大化してしまうという問題も存在する。   In addition, as disclosed in Patent Document 1, in the configuration in which the flexible ink bag is accommodated in the sealed container, the sealed container inevitably increases in size, so that the entire inkjet unit becomes large. Exists.

一方、特許文献２に開示される構成では、インクタンクとして変形しない筐体を用いているため、アルミニウムやステンレスなどの金属、二酸化ケイ素やアルミナなどの酸化物、テフロン（登録商標）などのフッ素化合物など、耐薬品性に優れる各種材料を適宜選定することが可能である。しかしながら、特許文献２に開示される構成の採用するインク圧の制御方法は、大気開放系で実現できる方法である。このため、背景技術にて説明したように、溶媒成分の揮発に伴いインク濃度が変化してしまうという問題が存在する。また、インクジェットヘッドの高周波駆動に伴って発生する気泡への対応策として、インク中の溶存気体を除去する脱気処理を行う場合があるが、大気開放系では、一旦脱気処理したインク中に気体が再度溶け込み、気泡が発生してしまう。   On the other hand, in the configuration disclosed in Patent Document 2, since a casing that does not deform is used as an ink tank, a metal such as aluminum or stainless steel, an oxide such as silicon dioxide or alumina, or a fluorine compound such as Teflon (registered trademark). For example, various materials having excellent chemical resistance can be selected as appropriate. However, the ink pressure control method employed in the configuration disclosed in Patent Document 2 is a method that can be realized in an open air system. For this reason, as described in the background art, there is a problem that the ink density changes as the solvent component volatilizes. In addition, as a countermeasure against bubbles generated due to high-frequency driving of the inkjet head, there is a case where a deaeration process is performed to remove dissolved gas in the ink. The gas melts again and bubbles are generated.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、インクタンクの配置を限定することなく、より好適な構成によりインク圧力を制御し、インクを精度良くかつ安定して吐出することができるインクジェットユニットを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to control ink pressure with a more suitable configuration without restricting the arrangement of the ink tank, and to discharge ink accurately and stably. It is in providing the inkjet unit which can be performed.

本発明に係るインクジェットユニットは、上記の課題を解決するために、インクを吐出するインクジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドに連通し、上記インクジェットヘッドに供給するインクを貯留する密閉可能なインクタンクと、上記インクタンク内のインク圧力をモニターする圧力センサと、上記圧力センサによって検出されるインク圧力が所望の負圧になるまで、上記インクタンク内のインクを、上記インクジェットヘッドとは異なる排出先に排出する送液ポンプとを備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an inkjet unit according to the present invention includes an inkjet head that ejects ink, a sealable ink tank that communicates with the inkjet head and stores ink to be supplied to the inkjet head, and The pressure sensor that monitors the ink pressure in the ink tank and the ink in the ink tank are discharged to a different discharge destination from the inkjet head until the ink pressure detected by the pressure sensor reaches a desired negative pressure. A liquid feed pump is provided.

上記構成では、インクタンクを密閉状態にして、圧力センサによってインクタンク内部のインク圧力をモニターしつつ、送液ポンプを動作してインクタンク内のインクを外部に排出することができる。このとき、インクタンク内のインクは、インクジェットヘッドとは異なる排出先に排出される。   In the above configuration, the ink tank can be sealed and the liquid pressure pump can be operated to discharge the ink in the ink tank to the outside while monitoring the ink pressure inside the ink tank with the pressure sensor. At this time, the ink in the ink tank is discharged to a different discharge destination from the inkjet head.

インクタンク内のインクが外部に排出されるにつれて、インクタンク内部のインク圧力は減圧される。圧力センサがモニターするインク圧力が所望の負圧になるまで送液ポンプがインクタンク内のインクを排出することによって、インクタンク内のインク圧力を所望の負圧に制御することができる。また、インクジェットヘッドとインクタンクとは連通しているため、インクタンク内のインク圧力を所望の負圧に制御することによって、インクジェットヘッドにおけるインク圧力を適切に制御することができる。ここで、「所望の負圧」とは、インクジェットヘッドのノズル部に形成されるメニスカスを正常に保持することが可能なインク圧力を意味する。   As the ink in the ink tank is discharged to the outside, the ink pressure in the ink tank is reduced. The liquid feed pump discharges the ink in the ink tank until the ink pressure monitored by the pressure sensor becomes a desired negative pressure, whereby the ink pressure in the ink tank can be controlled to the desired negative pressure. Further, since the ink jet head and the ink tank communicate with each other, the ink pressure in the ink jet head can be appropriately controlled by controlling the ink pressure in the ink tank to a desired negative pressure. Here, the “desired negative pressure” means an ink pressure capable of normally holding a meniscus formed in the nozzle portion of the inkjet head.

上記構成によれば、インクタンクとインクジェットヘッドとの配置関係に関わらず、インクジェットヘッドにおけるインク圧力を適切に制御することができる。よって、本発明に係るインクジェットヘッドは、精度よくかつ安定してインクを吐出することができる。   According to the above configuration, the ink pressure in the ink jet head can be appropriately controlled regardless of the arrangement relationship between the ink tank and the ink jet head. Therefore, the ink jet head according to the present invention can eject ink accurately and stably.

また、上記構成によれば、インクタンクが外部圧力を内部のインクに伝達する必要がないためインクタンクの材料として剛性のある材料を使用できる。このため耐薬品性の高い材料を選定することが可能となり、インクジェット技術に適用できるインク種の範囲を拡大することができる。   Further, according to the above configuration, since the ink tank does not need to transmit external pressure to the ink inside, a rigid material can be used as the material of the ink tank. For this reason, it becomes possible to select a material having high chemical resistance, and it is possible to expand the range of ink types applicable to the ink jet technology.

また、上記構成によれば、大気とインクとを接触させる必要がないため、溶媒の蒸発や大気成分のインク中への溶け込みといった問題も発生しない。このため、より好適な構成によってインクジェットユニットを提供することができる。   Further, according to the above configuration, there is no need to bring the atmosphere into contact with the ink, so that problems such as evaporation of the solvent and dissolution of atmospheric components into the ink do not occur. For this reason, an inkjet unit can be provided with a more suitable structure.

また、本発明に係るインクジェットユニットは、上記インクタンクの鉛直上方に配置され、当該インクタンクにインクを補充する第２のインクタンクと、上記インクタンクと上記第２のインクタンクとを連通する補充流路とをさらに備えることが好ましい。   The ink jet unit according to the present invention is arranged vertically above the ink tank, and refills the second ink tank for refilling the ink tank with the ink tank and the second ink tank. It is preferable to further include a flow path.

上記構成は、インク圧力の制御に利用するインクタンクと別に第２のインクタンクを備える。このため、インクタンクと第２のインクタンクとの役割を分割し、各々をその役割に要求される機能に対応させて構成することが可能になる。例えば、インクタンクについては、インク圧力を制御するための機能を重点において構成することができ、一方、第２のインクタンクについては、インクを十分に貯留できる容積を確保することや、インクが消費された場合の補充作業の容易性などに配慮して構成することができる。したがって、インク圧力の制御を好適に行ないつつ、インクの補充作業性などを向上させることができる。   The above configuration includes the second ink tank separately from the ink tank used for controlling the ink pressure. Therefore, it is possible to divide the roles of the ink tank and the second ink tank and configure each of them corresponding to the function required for the role. For example, the ink tank can be configured with an emphasis on the function for controlling the ink pressure, while the second ink tank can ensure a sufficient volume for storing ink or the ink can be consumed. It is possible to configure in consideration of the ease of replenishment work in the case of being performed. Therefore, it is possible to improve the ink replenishment workability while suitably controlling the ink pressure.

また上記構成では、第２のインクタンクは、インクタンクの鉛直上方に配置され、補充流路によって当該インクタンクに連通している。このため、第２のインクタンクからインクタンクへとインクを補充する際には、第２のインクタンクとインクタンクとの水頭差を利用することができる。   In the above configuration, the second ink tank is disposed vertically above the ink tank and communicates with the ink tank through the replenishment flow path. For this reason, when the ink is replenished from the second ink tank to the ink tank, the water head difference between the second ink tank and the ink tank can be used.

また上記構成では、上記水頭差に基づく圧力がインクタンクに加わるため、インクタンク内のインク圧力を周囲の大気圧よりも高くすることが可能である。これによれば、インクジェットヘッドのノズル部をクリーニングする場合に、洗浄液がノズル部からインクジェットヘッドの内部へ引き込まれてしまうことを抑制することができる。すなわち、上記構成によれば、インクジェットヘッドの吐出動作時とノズル部のクリーニング動作時との間でインク圧力を変化させることができ、好適な条件で各動作を実施することを可能とする。   In the above configuration, since the pressure based on the water head difference is applied to the ink tank, the ink pressure in the ink tank can be higher than the ambient atmospheric pressure. According to this, when cleaning the nozzle part of an inkjet head, it can suppress that a washing | cleaning liquid is drawn into the inside of an inkjet head from a nozzle part. That is, according to the above configuration, the ink pressure can be changed between the ejection operation of the inkjet head and the cleaning operation of the nozzle portion, and each operation can be performed under suitable conditions.

また、本発明に係るインクジェットユニットは、上記インクジェットヘッドに接続され、かつ、当該インクジェットヘッド内のインクを廃液する廃液流路と、上記インクタンクから上記インク廃液流路に連通するインク流路とをさらに備え、上記送液ポンプは上記インク流路中に配置されていてもよい。   In addition, an ink jet unit according to the present invention includes a waste liquid channel that is connected to the ink jet head and wastes ink in the ink jet head, and an ink channel that communicates from the ink tank to the ink waste liquid channel. Further, the liquid feeding pump may be disposed in the ink flow path.

上記構成では、インクジェットヘッド内のインクを廃液する廃液流路が設けられており、インクジェットヘッドの内部にインクが滞留することを防止できる。また、上記構成では、インクタンクと廃液流路とを連通するインク流路が設けられ、このインク流路に送液ポンプが配置されている。すなわち、このインク流路はインクタンク内のインクを排出する排出流路となる。   In the above configuration, the waste liquid flow path for waste of the ink in the ink jet head is provided, and the ink can be prevented from staying inside the ink jet head. Further, in the above configuration, an ink flow path that connects the ink tank and the waste liquid flow path is provided, and a liquid feed pump is disposed in the ink flow path. That is, this ink flow path becomes a discharge flow path for discharging the ink in the ink tank.

上記構成によれば、送液ポンプがインクタンク内のインクを排出する際、インクタンク内のインクは排出流路に排出される。また、排出流路に排出されたインクはさらに廃液流路へと送液される。このため、インクタンクから排出されたインクを貯留するようなインク貯留槽を別途設ける必要はなく、簡単な流路構成を実現することができる。さらに、設計上、廃液流路をインクタンクの付近に配置することが容易であるため、インクタンクとインク廃液流路とを連通する排出流路を設けることが容易になる。   According to the above configuration, when the liquid feed pump discharges the ink in the ink tank, the ink in the ink tank is discharged to the discharge channel. Further, the ink discharged to the discharge channel is further sent to the waste liquid channel. For this reason, it is not necessary to separately provide an ink storage tank for storing the ink discharged from the ink tank, and a simple flow path configuration can be realized. Furthermore, since it is easy to arrange the waste liquid flow path in the vicinity of the ink tank by design, it becomes easy to provide a discharge flow path that connects the ink tank and the ink waste liquid flow path.

また上記構成では、送液ポンプを利用して排出流路内のインクを一方向に送液することによって、排出流路内で滞留したインクが再びインクタンク内に戻ることを防止することができる。このため、上記構成は、排出流路内に長時間滞留して劣化したインクがインクジェットヘッドへ送られる危険性を排除することができ、特にインクの劣化が危惧される場合に好適である。   In the above configuration, the ink staying in the discharge channel can be prevented from returning to the ink tank again by feeding the ink in the discharge channel in one direction using the liquid feed pump. . For this reason, the said structure can exclude the danger that the ink which deteriorated by staying in a discharge flow path for a long time will be sent to an inkjet head, and is suitable especially when there exists a concern about deterioration of an ink.

また、本発明に係るインクジェットユニットは、上記インクタンクと上記第２のインクタンクとを連通するインク流路をさらに備え、上記送液ポンプは上記インク流路に配置されてもよい。   In addition, the ink jet unit according to the present invention may further include an ink channel that communicates the ink tank and the second ink tank, and the liquid feed pump may be disposed in the ink channel.

上記構成では、上記補充流路の他に、インクタンクと第２のインクタンクとを連通するインク流路が設けられ、この排出流路に送液ポンプが配置されている。すなわち、このインク流路はインクタンク内のインクを排出する排出流路となる。   In the above configuration, in addition to the replenishment flow path, an ink flow path that connects the ink tank and the second ink tank is provided, and a liquid feed pump is disposed in the discharge flow path. That is, this ink flow path becomes a discharge flow path for discharging the ink in the ink tank.

上記構成によれば、送液ポンプがインクタンク内のインクを排出する際、インクタンクに補充されたインクを第２のインクタンクに戻すことによって、インクタンク内の圧力を所望の負圧に制御することができる。したがって、上記構成によれば、インクを無駄にせず、インクの利用効率を上げられるため、特に高価なインクを使用する場合に好適である。   According to the above configuration, when the liquid feed pump discharges the ink in the ink tank, the ink in the ink tank is returned to the second ink tank, thereby controlling the pressure in the ink tank to a desired negative pressure. can do. Therefore, according to the above configuration, ink is not wasted and the ink use efficiency can be increased, which is particularly suitable when using expensive ink.

さらに、本発明に係るインクジェットユニットにおいて、上記送液ポンプは、上記補充流路に配置されており、上記第２のインクタンクから上記インクタンクへインクを送液する機能をさらに有していてもよい。   Furthermore, in the ink jet unit according to the present invention, the liquid feeding pump may be disposed in the replenishing flow path and further have a function of feeding ink from the second ink tank to the ink tank. Good.

上記構成では、送液ポンプは、補充流路に配置されており、当該補充流路におけるインクを双方向、すなわち第２のインクタンクからインクタンクへ、または、インクタンクから第２のインクタンクへと送液することが可能である。上記構成によれば、第２のインクタンクからインクタンクにインクを補充するインク補充流路と、インクタンクからインクを排出するインク排出流路とを共通化できるため、インクジェットユニットを簡素化することができる。   In the above configuration, the liquid feed pump is arranged in the replenishing flow path, and the ink in the replenishing flow path is bidirectional, that is, from the second ink tank to the ink tank, or from the ink tank to the second ink tank. It is possible to send liquid. According to the above configuration, since the ink replenishment flow path for replenishing ink from the second ink tank to the ink tank and the ink discharge flow path for discharging ink from the ink tank can be made common, the ink jet unit can be simplified. Can do.

また、本発明に係るインクジェットユニットにおいて、上記インクジェットヘッドと連通する上記インクタンクの第１接続口は、上記インクタンクの上端に設けられており、上記第２のインクタンクと連通する上記インクタンクの第２接続口は、上記第１接続口よりも下方に設けられていることが好ましい。   In the ink jet unit according to the present invention, a first connection port of the ink tank communicating with the ink jet head is provided at an upper end of the ink tank, and the ink tank communicating with the second ink tank is provided. The second connection port is preferably provided below the first connection port.

上記構成によれば、例えば初期状態など、インクタンクが空である状態において、第２のインクタンクからインクタンクへとインクを充填する際にインクタンク内に空気が残留することを抑制する効果がある。   According to the above configuration, when the ink tank is empty, for example, in an initial state, there is an effect of suppressing air remaining in the ink tank when ink is filled from the second ink tank to the ink tank. is there.

すなわち、インクタンクにインクが導入されていない状態からインクを導入する際には、インクタンクとインクジェットヘッドとが連通するインク流路を開放して第２のインクタンクからインクタンクへとインクを充填する。するとインクタンクの下方からインクが順次充填されてインク液面が上昇し、インクタンク内がインクで満たされる。インクタンクが満たされるとインクがインクジェットヘッドへと続いて導入される。   That is, when ink is introduced from a state where no ink is introduced into the ink tank, the ink flow path connecting the ink tank and the inkjet head is opened to fill the ink from the second ink tank to the ink tank. To do. Then, ink is sequentially filled from below the ink tank, the ink liquid level rises, and the ink tank is filled with ink. When the ink tank is filled, ink is subsequently introduced into the inkjet head.

上記構成によれば、第２のインクタンクと連通するインクタンクの第２接続口は、インクジェットヘッドと連通するインクタンクの第１接続口よりも下方に配置されているため、初期にインクタンク内に存在した空気は速やかに排出することができる。また、第２のインクタンクと連通するインクタンクの第２接続口は、インクタンクの上端に設けられているため、空気が逃げられずにインクタンク内に残留することを抑制することができる。   According to the above configuration, the second connection port of the ink tank that communicates with the second ink tank is disposed below the first connection port of the ink tank that communicates with the inkjet head. The air present in can be quickly discharged. In addition, since the second connection port of the ink tank that communicates with the second ink tank is provided at the upper end of the ink tank, it is possible to suppress air from escaping and remaining in the ink tank.

本発明に係るインクジェットユニットは、インクを吐出するインクジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドに連通し、上記インクジェットヘッドに供給するインクを貯留する密閉可能なインクタンクと、上記インクタンク内のインク圧力をモニターする圧力センサと、上記圧力センサによって検出されるインク圧力が所望の負圧になるまで、上記インクタンク内のインクを、上記インクジェットヘッドとは異なる排出先に排出する送液ポンプとを備えるため、インクタンクの配置を限定することなく、より好適な構成によりインク圧力を制御し、インクを精度よくかつ安定して吐出することができる。   An ink jet unit according to the present invention monitors an ink pressure in an ink jet head that discharges ink, a sealable ink tank that communicates with the ink jet head and stores ink supplied to the ink jet head, and an ink pressure in the ink tank. The ink is provided with a pressure sensor and a liquid feed pump that discharges the ink in the ink tank to a different discharge destination from the inkjet head until the ink pressure detected by the pressure sensor becomes a desired negative pressure. Without limiting the arrangement of the tank, the ink pressure can be controlled with a more preferable configuration, and the ink can be ejected accurately and stably.

本発明の一実施形態に係るインクジェットユニットにおける主要インク流路の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the main ink flow path in the inkjet unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインクジェットユニットを搭載するインクジェット処理装置の主要構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the main structures of the inkjet processing apparatus carrying the inkjet unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインクジェットユニットの主要インク流路の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the main ink flow path of the inkjet unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインクジェットユニットにおける主要インク流路の第２の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the 2nd structural example of the main ink flow path in the inkjet unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインクジェットユニットにおける主要インク流路の第３の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the 3rd structural example of the main ink flow path in the inkjet unit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るインクジェットユニットにおける主要インク流路の第４の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the 4th structural example of the main ink flow path in the inkjet unit which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。しかしながら、以下の実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は以下の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the following embodiments are examples in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is defined not by the following description but by the scope of the claims, and includes meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.

（インクジェット処理装置）
まず、本発明の実施形態に係るインクジェットユニット２を搭載するインクジェット処理装置６について説明する。図２はインクジェット処理装置６の全体構成を例示する図である。 (Inkjet processing equipment)
First, an inkjet processing apparatus 6 equipped with an inkjet unit 2 according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the overall configuration of the inkjet processing apparatus 6.

図２に示すように、インクジェット処理装置６は、被処理物５を載置するステージ１、被処理物５にインクを吐出するインクジェットヘッドを搭載し、かつ当該インクジェットヘッドにインクを供給するインクジェットユニット２、インクジェットユニット２をｘ軸方向に移動させる駆動部３ａ、インクジェットユニット２をｙ軸方向に移動させる駆動部３ｂ、およびインクジェットヘッドを定期的にクリーニングするメンテナンスユニット４を備えている。   As shown in FIG. 2, an inkjet processing apparatus 6 includes a stage 1 on which a workpiece 5 is placed, an inkjet head that discharges ink to the workpiece 5, and an inkjet unit that supplies ink to the inkjet head. 2. A drive unit 3a that moves the inkjet unit 2 in the x-axis direction, a drive unit 3b that moves the inkjet unit 2 in the y-axis direction, and a maintenance unit 4 that periodically cleans the inkjet head.

インクジェットユニット２、駆動部３ａ、駆動部３ｂ、およびメンテナンスユニット４は、図示しないコンピュータ等のコントロールユニットに接続されており、該コントロールユニットがこれらの部材における各種動作を制御する。   The ink jet unit 2, the drive unit 3a, the drive unit 3b, and the maintenance unit 4 are connected to a control unit such as a computer (not shown), and the control unit controls various operations in these members.

インクジェット処理装置６において、インクジェットユニット２は、ガラス基板などの被処理物５の上方で自在に移動可能である。よってインクジェット処理装置６によれば、被処理物５の所望とする領域に選択的に、或いはその全域に、インクジェットヘッドによる微小液滴の塗布動作を行うことが可能である。また、インクジェット処理装置６では、メンテナンスユニット４によってインクジェットヘッドのクリーニングを自動的に実施することが可能である。   In the ink jet processing apparatus 6, the ink jet unit 2 is freely movable above the object to be processed 5 such as a glass substrate. Therefore, according to the inkjet processing apparatus 6, it is possible to perform the operation of applying the fine droplets by the inkjet head selectively in a desired region of the workpiece 5 or in the entire region. Further, in the inkjet processing apparatus 6, the inkjet head can be automatically cleaned by the maintenance unit 4.

（インクジェットユニット２）
本実施形態に係るインクジェットユニット２は、インクジェットヘッド７、インクジェットヘッド７に供給するインクを貯留する密閉可能なインクタンク８、インクタンク８からインクを排出するインク排出用送液ポンプ９、インクタンク８内のインク圧力をモニターする圧力センサ１０、インクタンク８にインクを補充するためのインクカートリッジ１２、インク廃液用送液ポンプ１３、および廃液されたインクを蓄える廃液タンク１４を備えており、各部材を連通するインク流路には電磁弁１１ａ〜１１ｄが適宜設けられている。 (Inkjet unit 2)
The ink jet unit 2 according to this embodiment includes an ink jet head 7, a sealable ink tank 8 that stores ink to be supplied to the ink jet head 7, an ink discharge liquid feed pump 9 that discharges ink from the ink tank 8, and an ink tank 8. Each member includes a pressure sensor 10 for monitoring the ink pressure inside, an ink cartridge 12 for replenishing ink to the ink tank 8, a liquid feed pump 13 for waste ink, and a waste liquid tank 14 for storing the waste ink. Electromagnetic valves 11a to 11d are appropriately provided in the ink flow paths communicating with each other.

以下に、インクジェットユニット２の詳細について説明する。   Below, the detail of the inkjet unit 2 is demonstrated.

＜インク流路＞
図２は、本実施形態に係るインクジェットユニット２におけるインク流路の主要構成の一例を示す図である。 <Ink channel>
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a main configuration of the ink flow path in the inkjet unit 2 according to the present embodiment.

図２に示すように、インクジェットヘッド７のインク供給口７ａは電磁弁１１ｂを介してインクタンク８と連通しており、これによりインク供給流路１９ｂが形成されている。インクジェットヘッド７がインクを吐出する場合には、インク供給流路１９ｂを介して、インクタンク８からインクジェットヘッド７へとインクが送液される。   As shown in FIG. 2, the ink supply port 7a of the inkjet head 7 communicates with the ink tank 8 via the electromagnetic valve 11b, thereby forming an ink supply channel 19b. When the ink jet head 7 ejects ink, the ink is sent from the ink tank 8 to the ink jet head 7 via the ink supply channel 19b.

また、インクジェットヘッド７のドレイン口７ｂは、電磁弁１１ｄおよびインク廃液用送液ポンプ１３を介して廃液タンク１４と連通しており、これによりインク廃液流路１９ｄが形成されている。例えばインク吐出後にインクジェットヘッド７からインクを廃液にする場合には、インク廃液流路１９ｄを介して、インクジェットヘッド７から廃液タンク１４へとインクが送液される。なお、インク廃液効果を高めるためには、インク廃液流路１９ｄにおけるインクジェットヘッド７とインク廃液用送液ポンプ１３との間にバッファタンクを配置してもよい。   Further, the drain port 7b of the inkjet head 7 communicates with the waste liquid tank 14 via the electromagnetic valve 11d and the ink waste liquid feed pump 13, thereby forming an ink waste liquid flow path 19d. For example, when the ink is discharged from the ink jet head 7 after the ink is discharged, the ink is sent from the ink jet head 7 to the waste liquid tank 14 via the ink waste liquid flow path 19d. In order to enhance the ink waste liquid effect, a buffer tank may be disposed between the inkjet head 7 and the ink waste liquid feed pump 13 in the ink waste liquid flow path 19d.

また、インク供給流路１９ｂの途中で流路は分岐しており、インクタンク８からインク排出用送液ポンプ９および電磁弁１１ｃを介してインク廃液流路１９ｄへとバイパスするインク排出流路１９ｃが形成されている。インクタンク８内のインク圧力を減圧する場合には、インク排出流路１９ｃおよびインク廃液流路１９ｄを介し、インクタンク８から廃液タンク１４へとインクが送液される。   In addition, the flow path is branched in the middle of the ink supply flow path 19b, and the ink discharge flow path 19c is bypassed from the ink tank 8 to the ink waste liquid flow path 19d via the ink discharge liquid feed pump 9 and the electromagnetic valve 11c. Is formed. When the ink pressure in the ink tank 8 is reduced, ink is sent from the ink tank 8 to the waste liquid tank 14 via the ink discharge channel 19c and the ink waste liquid channel 19d.

また、インクタンク８は、電磁弁１１ａを介して第２のインクタンクであるインクカートリッジ１２に接続されており、これによりインク補充流路１９ａが形成されている。インクタンク８にインクを満たす場合には、インク補充流路１９ａを介して、インクカートリッジ１２からインクタンク８へとインクが送液される。   The ink tank 8 is connected to an ink cartridge 12 as a second ink tank through an electromagnetic valve 11a, thereby forming an ink replenishment flow path 19a. When the ink tank 8 is filled with ink, the ink is sent from the ink cartridge 12 to the ink tank 8 through the ink refill channel 19a.

なお、インクタンクとインク廃液流路１９ｄとを連通するインク排出流路１９ｃは、図２に示す流路に限られず、インクタンク内のインクをインク廃液流路１９ｄへと排出できる流路が形成されておればよい。例えば、インクタンク８から直接インク廃液流路１９ｄへと接続される流路であってもよい。   The ink discharge channel 19c that connects the ink tank and the ink waste liquid channel 19d is not limited to the channel shown in FIG. 2, and a channel that can discharge the ink in the ink tank to the ink waste channel 19d is formed. It only has to be done. For example, it may be a flow path directly connected from the ink tank 8 to the ink waste liquid flow path 19d.

なお、本実施形態では、インクタンク８がインクジェットヘッド７に対して鉛直上方に配置され、インクカートリッジ１２がインクタンク８に対して鉛直上方に配置されているが、本発明はこれに限られず、これらは任意の位置に配置され得る。   In this embodiment, the ink tank 8 is disposed vertically above the ink jet head 7 and the ink cartridge 12 is disposed vertically above the ink tank 8. However, the present invention is not limited to this. These can be arranged at arbitrary positions.

＜圧力制御＞
インクジェットユニット２は、インクタンク８内のインク圧力を所望の圧力に制御することによって、インクジェットヘッド７のノズル部におけるインク圧力を制御することができる。この詳細について以下に説明する。 <Pressure control>
The ink jet unit 2 can control the ink pressure in the nozzle portion of the ink jet head 7 by controlling the ink pressure in the ink tank 8 to a desired pressure. This will be described in detail below.

なお、「所望の圧力」とは、各種動作において適正な圧力を意味する。例えばインクジェットヘッド７からインクを吐出する動作時においては、インクジェットヘッド７のノズル部に形成するメニスカスを正常に保持することを可能にする負圧のインク圧力である。また、インクジェットヘッド７のノズル部のクリーニングを目的として、ノズル部に洗浄液を接液させる動作時においては、インクジェットヘッド７のノズル部の圧力を大気圧よりもやや正圧に設定するインク圧力である。   The “desired pressure” means an appropriate pressure in various operations. For example, in the operation of ejecting ink from the inkjet head 7, the ink pressure is a negative pressure that enables the meniscus formed in the nozzle portion of the inkjet head 7 to be normally maintained. In addition, for the purpose of cleaning the nozzle part of the ink jet head 7, the ink pressure is set so that the pressure of the nozzle part of the ink jet head 7 is set to a slightly positive pressure from the atmospheric pressure when the cleaning liquid is in contact with the nozzle part. .

１．インク吐出動作時
インクジェットヘッド７からインクを吐出する動作を行う際には、インクタンク８内のインク圧力を所望の圧力（負圧）に減圧する。このためには、以下に記載する制御を行えばよい。 1. At the time of ink ejection operation When the operation of ejecting ink from the inkjet head 7 is performed, the ink pressure in the ink tank 8 is reduced to a desired pressure (negative pressure). For this purpose, the control described below may be performed.

まず、インクタンク８にインクを満たした状態で、電磁弁１１ａ、１１ｂ、１１ｄを閉じ、電磁弁１１ｃを開けて、インク排出用送液ポンプ９を動作する。これによって、インクを送液し、インクタンク８からインクをインク排出流路１９ｃへ排出する。このとき、インクタンク８は排出口以外を密閉された状態でその内部のインクが強制的に排出されるため、インクの排出に伴ってインクタンク８内のインク圧力は低下する。   First, in a state where the ink tank 8 is filled with ink, the electromagnetic valves 11a, 11b, and 11d are closed, the electromagnetic valve 11c is opened, and the ink discharge liquid feeding pump 9 is operated. As a result, ink is fed and the ink is discharged from the ink tank 8 to the ink discharge channel 19c. At this time, since the ink in the ink tank 8 is forcibly discharged in a state where the portions other than the discharge port are sealed, the ink pressure in the ink tank 8 decreases as the ink is discharged.

また、圧力センサ１０は、インクタンク８内の圧力をモニターしている。圧力センサ１０が所望とするインク圧力を測定するまで排出用送液ポンプ９の動作を続けることによって、インクタンク８内のインク圧力を所望の負圧に減圧することができる。これによってインクジェットヘッド７のノズル部にメニスカスが正常に形成され、インクジェットヘッド７によるインク吐出を精度よくかつ安定して行うためのインク圧力を整えることができる。   The pressure sensor 10 monitors the pressure in the ink tank 8. By continuing the operation of the liquid discharge pump 9 until the pressure sensor 10 measures the desired ink pressure, the ink pressure in the ink tank 8 can be reduced to a desired negative pressure. As a result, a meniscus is normally formed in the nozzle portion of the inkjet head 7, and the ink pressure for accurately and stably performing ink ejection by the inkjet head 7 can be adjusted.

インク排出流路１９ｃに排出されたインクは、インク廃液流路１９ｄへ送液され、さらに廃液タンク１４へ送液される。この際、必要に応じて排出用送液ポンプ９の他にインク廃液用送液ポンプ１３を動作してもよい。   The ink discharged to the ink discharge channel 19 c is sent to the ink waste liquid channel 19 d and further sent to the waste liquid tank 14. At this time, the ink waste liquid feed pump 13 may be operated in addition to the discharge liquid feed pump 9 as necessary.

インクタンク８内のインク圧力を所望の圧力に減圧した後には、インク排出用送液ポンプ９を停止して電磁弁１１ｃを閉じ、次いで電磁弁１１ｂを開け、インクジェットヘッド７の動作を開始する。   After the ink pressure in the ink tank 8 is reduced to a desired pressure, the ink discharge liquid feed pump 9 is stopped, the electromagnetic valve 11c is closed, and then the electromagnetic valve 11b is opened, and the operation of the inkjet head 7 is started.

インクジェットヘッド７の動作は、通常、電磁弁１１ａ、１１ｃ、１１ｄを閉じ、電磁弁１１ｂを開いた状態で行なわれる。このため、インクジェットヘッド７がインクを吐出するにつれ、インクタンク８内のインクは消費され、インク圧力は所望の負力よりもさらに低下する。   The operation of the ink-jet head 7 is normally performed in a state where the electromagnetic valves 11a, 11c and 11d are closed and the electromagnetic valve 11b is opened. For this reason, as the ink jet head 7 ejects ink, the ink in the ink tank 8 is consumed, and the ink pressure further decreases below a desired negative force.

そこで、インクジェットヘッドの動作時、インクジェットユニット２では、インクタンク８内のインク圧力を所望の負圧のままに維持する制御を行うことが好ましい。   Therefore, it is preferable that the ink jet unit 2 performs control to maintain the ink pressure in the ink tank 8 at a desired negative pressure during the operation of the ink jet head.

例えば、圧力センサ１０によってインクタンク８内の圧力をモニターし、インクタンク８内のインク圧力が所望の負圧の範囲よりも低くなった際に、インクカートリッジ１２からインクタンク８にインクを補充する。   For example, the pressure in the ink tank 8 is monitored by the pressure sensor 10, and ink is replenished from the ink cartridge 12 to the ink tank 8 when the ink pressure in the ink tank 8 becomes lower than the desired negative pressure range. .

本実施形態にように、インクカートリッジ１２がインクタンク８に対して鉛直上方に配置されている場合、これらの水頭差を利用してインクタンク８にインクを補充してもよい。具体的には、電磁弁１１ａ、１１ｂ、１１ｃを閉状態にして電磁弁１１ａを開き、上記水頭差に基づく圧力差によって、インクカートリッジ１２内のインクをインクタンク８へ補充する。圧力センサ１０が所望とするインク圧力を測定するまでインクを補充することよって、インクタンク８内のインク圧力を所望の負圧に維持することができる。なお、インク補充は水頭差を利用する方法に限られず、例えばポンプ等を利用して行ってもよい。   When the ink cartridge 12 is arranged vertically above the ink tank 8 as in the present embodiment, the ink tank 8 may be replenished with ink using these water head differences. Specifically, the electromagnetic valves 11a, 11b, and 11c are closed, the electromagnetic valve 11a is opened, and the ink in the ink cartridge 12 is replenished to the ink tank 8 by the pressure difference based on the water head difference. By replenishing ink until the pressure sensor 10 measures a desired ink pressure, the ink pressure in the ink tank 8 can be maintained at a desired negative pressure. The ink replenishment is not limited to the method using the water head difference, and may be performed using, for example, a pump.

以上の制御によって、インクジェットヘッド７のノズル部におけるインク圧力が制御され、インクジェットヘッド７によるインク吐出を安定に行うことができる。   By the above control, the ink pressure in the nozzle part of the inkjet head 7 is controlled, and the ink ejection by the inkjet head 7 can be performed stably.

なお、インクタンク８がインクジェットヘッド７に対して鉛直上方に配置される場合、それらの水頭差分に基づく圧力差が発生するため、インクジェットヘッド７のノズル部付近のインク圧力と、インクタンク８内部のインク圧力には差異がある。この圧力差はインクの密度と水頭差分とに基づいて算出されるため、算出された圧力差をインクタンク８における所望の負圧から差し引いて設定すれば、インクジェットヘッド７のノズル部付近の圧力を正確に設定することが可能である。   In addition, when the ink tank 8 is disposed vertically above the ink jet head 7, a pressure difference based on the water head difference is generated. Therefore, the ink pressure near the nozzle portion of the ink jet head 7 and the inside of the ink tank 8 There are differences in ink pressure. Since this pressure difference is calculated based on the ink density and the water head difference, if the calculated pressure difference is set by subtracting from the desired negative pressure in the ink tank 8, the pressure near the nozzle portion of the ink jet head 7 is set. It is possible to set accurately.

２．クリーニング動作時
また、本実施形態に係るインクジェットユニット２では、インクカートリッジ１２とインクタンク８との水頭差に基づく圧力差分、インクタンク８内のインク圧力を正圧とすることが可能である。 2. At the time of the cleaning operation Further, in the inkjet unit 2 according to the present embodiment, the pressure difference based on the water head difference between the ink cartridge 12 and the ink tank 8 and the ink pressure in the ink tank 8 can be made positive.

インクタンク８内のインク圧力を正圧に保持することは、必ずしも必要とはしないが、例えば、図１に示すインクジェット処理装置において、インクジェットユニット２をメンテナンスユニット４上まで移動させ、インクジェットヘッド７のクリーニング動作を行う場合に有用である。   Although it is not always necessary to maintain the ink pressure in the ink tank 8 at a positive pressure, for example, in the ink jet processing apparatus shown in FIG. 1, the ink jet unit 2 is moved onto the maintenance unit 4 to This is useful when performing a cleaning operation.

具体的には、インクジェットヘッド７を洗浄液に浸す等のクリーニング動作に起因して外部液体がインクジェットヘッド７内に侵入する怖れがある場合には、インクタンク８内のインク圧力を所望の圧力（正圧）に設定する。これによって、インクジェットヘッド７のノズル部の圧力を大気圧よりもやや正圧に制御し、外部液体が内部に侵入することを抑制することができる。   Specifically, when there is a fear that an external liquid may enter the inkjet head 7 due to a cleaning operation such as immersing the inkjet head 7 in a cleaning liquid, the ink pressure in the ink tank 8 is set to a desired pressure ( Set to positive pressure. Thereby, the pressure of the nozzle part of the inkjet head 7 can be controlled to be slightly more positive than the atmospheric pressure, and the external liquid can be prevented from entering the inside.

なお、メンテナンスユニット４にてインクジェットヘッドのクリーニング動作を定期的に行う場合には、クリーニング動作と同時にインク補充動作を実施してもよい。これによって、インクジェット処理中のインク補充動作を減らすことができ、インクジェットヘッドの動作を効率よく行うことができる。   In addition, when the cleaning operation of the inkjet head is periodically performed by the maintenance unit 4, the ink replenishing operation may be performed simultaneously with the cleaning operation. Thereby, the ink replenishment operation during the ink jet process can be reduced, and the operation of the ink jet head can be performed efficiently.

＜各部説明＞
以下に、インクジェットユニット２における主な部材の詳細を説明する。 <Description of each part>
Below, the detail of the main members in the inkjet unit 2 is demonstrated.

インクタンク８は、外部圧力を内部のインクに伝達しない程度に剛性を有しておればよく、使用するインクに応じて、耐薬品性に優れる各種材料から適宜選定することができる。   The ink tank 8 has only to be rigid to the extent that external pressure is not transmitted to the internal ink, and can be appropriately selected from various materials having excellent chemical resistance according to the ink used.

また、インクタンク８の容積についても特に限定されない。ただし、インクジェットヘッド７の動作を行うとインクが消費されてインク圧力が徐々に減圧していく。このためインクタンク８の容積が小さすぎるとインク圧力が許容範囲から外れやすく、頻繁にインク補充動作を行う必要が生じてインクジェット処理の効率を低下させてしまう。したがって、インクタンク８の容積を適度に確保することが好ましい。   Further, the volume of the ink tank 8 is not particularly limited. However, when the ink jet head 7 is operated, the ink is consumed and the ink pressure is gradually reduced. For this reason, if the volume of the ink tank 8 is too small, the ink pressure tends to deviate from the allowable range, and it is necessary to frequently perform the ink replenishing operation, thereby reducing the efficiency of the ink jet processing. Therefore, it is preferable to ensure an appropriate volume of the ink tank 8.

また、インクタンク８において、インクジェットヘッド７と連通する接続口（第１接続口）はインクタンク８の上端に配置されることが好ましく、インクカートリッジ１２と連通する接続口（第２接続口）は第１接続口よりも下方、特にはインクタンク８の下端に配置されることが好ましい。このようなインクタンク８であれば、空の状態にインクを導入する際、インクタンク８内の空気をインクジェットヘッド７に連通する流路へ押し出しながらインクが充填されるため、インクタンク８内に空気が残存することを抑制できる。   In the ink tank 8, the connection port (first connection port) communicating with the inkjet head 7 is preferably disposed at the upper end of the ink tank 8, and the connection port (second connection port) communicating with the ink cartridge 12 is It is preferable that the ink tank is disposed below the first connection port, particularly at the lower end of the ink tank 8. In such an ink tank 8, when ink is introduced into an empty state, the ink is filled while pushing the air in the ink tank 8 to the flow path communicating with the inkjet head 7. It can suppress that air remains.

インク排出用送液ポンプ９およびインク廃液用送液ポンプ１３は、特に指定されないが、例えばダイヤフラムポンプやチューブポンプなどを用いることができる。具体的には、ダイヤフラムポンプとしてはＫＮＦ社製小型マイクロポンプ、チューブポンプとしてはウエルコ社製チューブポンプなどが挙げられる。ここで、特にインク排出用送液ポンプ９については、送液流量が小さいポンプを用いることが好ましい。インク排出用送液ポンプ９による送液流量が小さければ、インクタンク８内の減圧動作を徐々に行うことができるため、インク圧力の制御性を向上できる。   The ink discharge liquid supply pump 9 and the ink waste liquid supply pump 13 are not particularly specified. For example, a diaphragm pump or a tube pump can be used. Specifically, the diaphragm pump includes a small micro pump manufactured by KNF, and the tube pump includes a tube pump manufactured by Welco. Here, it is particularly preferable to use a pump with a small liquid feed flow rate for the ink discharge liquid feed pump 9. If the liquid supply flow rate by the ink discharge liquid supply pump 9 is small, the pressure reducing operation in the ink tank 8 can be performed gradually, so that controllability of the ink pressure can be improved.

インクカートリッジ１２の材料および容量は特に限定されない。ただし、インクカートリッジ１２とインクタンク８との水頭差を利用してインクを補充する場合には、インクカートリッジ１２は周囲圧力を内部に伝達できる構成であることが要求される。   The material and capacity of the ink cartridge 12 are not particularly limited. However, when the ink is replenished using the water head difference between the ink cartridge 12 and the ink tank 8, the ink cartridge 12 is required to have a configuration capable of transmitting the ambient pressure to the inside.

インクカートリッジ１２について、例えば交換のタイミングまでの耐薬品性を確保できるのであれば、可撓性のインク袋を採用してもよい。あるいは、インクタンク８と同様に剛性を有する材料を用い、大気開放された構成を採用しても良い。なお、大気成分がインク中に溶け込むことを抑止したい場合には図６を用いて後述する説明を参照すればよい。   For the ink cartridge 12, for example, a flexible ink bag may be adopted as long as chemical resistance up to the replacement timing can be ensured. Alternatively, a configuration in which a material having rigidity is used as in the case of the ink tank 8 and is opened to the atmosphere may be employed. Note that when it is desired to suppress the atmospheric component from being dissolved in the ink, the description described later with reference to FIG. 6 may be referred to.

その他の部材、例えばインクジェットヘッド７、圧力センサ１０、廃液タンク１４、および電磁弁１１ａ〜１１ｄなどについては、特に限定されず、適宜選択可能である。   Other members such as the inkjet head 7, the pressure sensor 10, the waste liquid tank 14, and the electromagnetic valves 11a to 11d are not particularly limited and can be appropriately selected.

なお、インクジェットヘッド７、インク排出用送液ポンプ９、圧力センサ１０、および電磁弁１１ａ〜１１ｄ、および廃液用送液ポンプ１３等は、図示しないコントロールユニットに接続され、各動作を制御されるように構成される。   The inkjet head 7, the ink discharge liquid pump 9, the pressure sensor 10, the electromagnetic valves 11a to 11d, the waste liquid pump 13 and the like are connected to a control unit (not shown) so that each operation is controlled. Configured.

（インク排出用送液ポンプの他の例）
本実施形態に係るインクジェットユニット２では、図３に示すように、インク排出用送液ポンプ９を省略し、インク廃液用送液ポンプ１３をインク排出用送液ポンプとして兼用してもよい。ここで、インク廃液用送液ポンプ１３は、通常のインク廃液動作に必要とされるインク廃液流量、および、インクタンク８内の圧力を減圧するためのインク排出動作に必要とされるインク排出流量のいずれの流量であっても、送液可能であることが望ましい。例えば、インク廃液動作ではインクジェットヘッド７内部に滞留するインクを廃液するため、インク廃液流量は大きく設定する場合が多い。一方、インク排出流量が多すぎると、インクタンク８内のインク圧力を所望の負圧に制御することが難しくなる。したがって、両者の動作において所望とするインク送液流量と、採用する送液ポンプの流量設定範囲を勘案した上で、装置構成を決定することが望ましい。 (Another example of the ink discharge pump)
In the inkjet unit 2 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the ink discharge liquid feed pump 9 may be omitted, and the ink waste liquid supply pump 13 may also be used as the ink discharge liquid pump. Here, the ink waste liquid feed pump 13 has an ink waste liquid flow rate required for a normal ink waste liquid operation and an ink discharge flow rate required for an ink discharge operation for reducing the pressure in the ink tank 8. It is desirable that the liquid can be fed at any flow rate. For example, in the ink waste liquid operation, the ink staying in the ink jet head 7 is waste liquid, and the ink waste liquid flow rate is often set to be large. On the other hand, if the ink discharge flow rate is too large, it becomes difficult to control the ink pressure in the ink tank 8 to a desired negative pressure. Therefore, it is desirable to determine the device configuration in consideration of the desired ink feed flow rate in both operations and the flow rate setting range of the liquid feed pump to be employed.

（インク流路の他の例）
以下に、インクジェットユニット２におけるインク流路の他の構成例について説明する。 (Other examples of ink flow paths)
Below, the other structural example of the ink flow path in the inkjet unit 2 is demonstrated.

図４は、インクジェットユニット２におけるインク流路の第２の構成例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a second configuration example of the ink flow path in the inkjet unit 2.

図４に示すように、第２の構成例では、インク排出流路１９ｃがインク補充流路１９ａから分岐してインクカートリッジ１２へ接続される流路として形成されており、該流路中にインク排出用送液ポンプ９および電磁弁１１ｃが配置される。   As shown in FIG. 4, in the second configuration example, the ink discharge channel 19c is formed as a channel branched from the ink replenishment channel 19a and connected to the ink cartridge 12, and the ink is contained in the channel. Discharge liquid feed pump 9 and solenoid valve 11c are arranged.

第２の構成例においては、インクタンク８内にインクを満たした後、補充して所望とするよりも高くなったインク圧力は、電磁弁１１ｃを開いてインク排出用送液ポンプ９を動作し、インクをインクカートリッジ１２へと戻すことにより減圧して調整する。この場合はインクを廃液することがないためインクの使用効率を上げることができる。   In the second configuration example, after the ink is filled in the ink tank 8, the ink pressure that is replenished and higher than desired is opened by opening the electromagnetic valve 11c and operating the ink discharge liquid feeding pump 9. Then, the pressure is reduced and adjusted by returning the ink to the ink cartridge 12. In this case, since the ink is not discharged, the use efficiency of the ink can be increased.

図５は、インクジェットユニット２におけるインク流路の第３の構成例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a third configuration example of the ink flow path in the inkjet unit 2.

図５に示すように、第３の構成例では、インク補充流路１９ａがインク排出流路１９ｃと兼用にされている。具体的には、インクカートリッジ１２からインクタンク８へと電磁弁１１ａを介して接続されるインク補充流路１９ａにおいて、さらにインク排出用送液ポンプ９が配置されている。   As shown in FIG. 5, in the third configuration example, the ink replenishment flow path 19a is also used as the ink discharge flow path 19c. Specifically, a liquid discharge pump 9 for discharging ink is further disposed in an ink replenishment flow path 19a connected from the ink cartridge 12 to the ink tank 8 via the electromagnetic valve 11a.

第３の構成例では、インク排出用送液ポンプ９が双方向にインクを送液できるポンプである。本構成例によれば、電磁弁１１ａを開いた状態でインク排出用送液ポンプ９を動作させることによって、インクカートリッジ１２からインクタンク８へインクを補充すること、および、インクタンク８からインクカートリッジ１２へインクを排出してインクタンク８のインク圧を減圧することが、それぞれ可能になる。すなわち、両者の場合のインク送液を同じインク流路を利用して行うことが可能になるため、簡便な装置構成を実現することができる。   In the third configuration example, the ink discharge liquid feeding pump 9 is a pump capable of feeding ink bidirectionally. According to this configuration example, ink is supplied from the ink cartridge 12 to the ink tank 8 by operating the ink discharge liquid feeding pump 9 with the electromagnetic valve 11a opened, and the ink cartridge is also supplied from the ink tank 8 to the ink cartridge. The ink can be discharged to 12 and the ink pressure in the ink tank 8 can be reduced. That is, since it is possible to perform ink feeding in both cases using the same ink flow path, a simple device configuration can be realized.

また第３の構成例では、インク補充時、インクタンク８内の圧力を正圧とする必要がない場合には、必要分だけインク排出用送液ポンプ９を動作させればよく、この方法は、水頭差を利用してインクを補充する方法よりも制御性に優れるという利点を有する。   In the third configuration example, when it is not necessary to set the pressure in the ink tank 8 to a positive pressure at the time of ink replenishment, the ink discharge liquid feed pump 9 may be operated as much as necessary. In addition, the method has an advantage that the controllability is superior to the method of replenishing ink using the water head difference.

双方向にインクを送る機能を有するインク排出用送液ポンプ９としては、簡便にはチューブポンプを採用することができる。ただし、チューブポンプは弾性のあるチューブをローラーで押し潰しながら移動させてチューブ内部の液体を押し出す方式であり、チューブ変形が大きいために劣化が早く、定期的に交換する必要がある。よって、インク補充およびインク排出のためにより頻繁にポンプを動作する場合には、交換頻度が高くなることがあるため、使用条件や交換作業の難易度などを考慮した上で採用することが望ましい。   As the ink discharge liquid feed pump 9 having a function of feeding ink bidirectionally, a tube pump can be simply adopted. However, the tube pump is a system in which an elastic tube is moved while being crushed by a roller to push out the liquid inside the tube. Since the tube is largely deformed, it is deteriorated quickly and needs to be periodically replaced. Therefore, when the pump is operated more frequently for ink replenishment and ink discharge, the replacement frequency may increase. Therefore, it is desirable to adopt it in consideration of usage conditions, difficulty of replacement work, and the like.

図６は、インクジェットユニット２におけるインク流路の第４の構成例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a fourth configuration example of the ink flow path in the inkjet unit 2.

図６に示すように、第４の構成例では、インクカートリッジ１２からインクタンク８へと繋がるインク補充流路１９ａに、脱気モジュール１５、インク補充用送液ポンプ１８、および電磁弁１１ａが配置されている。脱気モジュール１５にはバッファタンク１６が接続されており、バッファタンク１６にはさらに、電磁弁１１ｅを介して真空ポンプ１７が配置されている。また、インクカートリッジ１２は大気開放口１２ａが設けられている。   As shown in FIG. 6, in the fourth configuration example, the deaeration module 15, the ink replenishing liquid feed pump 18, and the electromagnetic valve 11 a are arranged in the ink replenishing flow path 19 a that connects the ink cartridge 12 to the ink tank 8. Has been. A buffer tank 16 is connected to the deaeration module 15, and a vacuum pump 17 is further disposed in the buffer tank 16 via an electromagnetic valve 11e. The ink cartridge 12 is provided with an air opening 12a.

第４の構成例では、インクカートリッジ１２からインクタンク８へのインク補充は、電磁弁１１ａを開いてインク補充用送液ポンプ１８を動作させることによって行なわれる。このとき、バッファタンク１６は真空ポンプ１７により真空状態に保持されており、脱気モジュール１５を通過するインクは溶存気体を除去される。よって、インクカートリッジ１２内のインクが大気と接することにより気体成分を含んでいたとしても、インクジェットヘッド７に供給されるインクは溶存気体を排除されている。   In the fourth configuration example, ink replenishment from the ink cartridge 12 to the ink tank 8 is performed by opening the electromagnetic valve 11a and operating the ink replenishing liquid feeding pump 18. At this time, the buffer tank 16 is kept in a vacuum state by the vacuum pump 17, and the dissolved gas is removed from the ink passing through the deaeration module 15. Therefore, even if the ink in the ink cartridge 12 contains a gas component due to contact with the atmosphere, dissolved ink is excluded from the ink supplied to the inkjet head 7.

また第４の構成例では、脱気モジュール１５はバッファタンク１６と電磁弁１１ｅを介して真空ポンプ１７と接続している。このため、バッファタンク１６を真空に保った状態で電磁弁１１ｅを閉じれば真空ポンプ１７を常時動作する必要がなく、定期的に電磁弁１１ｅを開いて真空引きを実施すればよい。特にインクジェットヘッド７が微小液滴を吐出する際には高い位置決め精度が要求される場合が多いため、このような真空引き方法は、真空ポンプ１７の動作に伴う振動を排除する目的に対して有効である。   In the fourth configuration example, the deaeration module 15 is connected to the vacuum pump 17 via the buffer tank 16 and the electromagnetic valve 11e. For this reason, if the electromagnetic valve 11e is closed while the buffer tank 16 is kept in vacuum, the vacuum pump 17 does not need to be operated at all times, and the electromagnetic valve 11e may be opened periodically to perform evacuation. In particular, since high positioning accuracy is often required when the ink jet head 7 ejects micro droplets, such a vacuuming method is effective for the purpose of eliminating vibrations associated with the operation of the vacuum pump 17. It is.

なお、本発明に係るインク流路は以上の各構成例に限定されるものではなく、上述の異なる構成例を適宜組み合わせてもよい。   The ink flow path according to the present invention is not limited to the above-described configuration examples, and the above-described different configuration examples may be appropriately combined.

本発明に係るインクジェットユニットは、インクジェットヘッドを搭載するインクジェットユニットとして、特に大型基板を処理するインクジェット処理装置に好適に使用できる。   The ink jet unit according to the present invention can be suitably used as an ink jet unit for mounting an ink jet head, particularly for an ink jet processing apparatus for processing a large substrate.

２ インクジェットユニット
６ インクジェット処理装置
７ インクジェットヘッド
８ インクタンク
９ インク排出用送液ポンプ（送液ポンプ）
１０ 圧力センサ
１２ インクカートリッジ（第２のインクタンク）
１９ａ インク補充流路
１９ｂ インク供給流路
１９ｃ インク排出流路
１９ｄ インク廃液流路 2 Inkjet unit 6 Inkjet processing apparatus 7 Inkjet head 8 Ink tank 9 Ink discharge liquid feed pump (liquid feed pump)
10 Pressure sensor 12 Ink cartridge (second ink tank)
19a Ink replenishment flow path 19b Ink supply flow path 19c Ink discharge flow path 19d Ink waste liquid flow path

Claims (6)

インクを吐出するインクジェットヘッドと、
上記インクジェットヘッドに連通し、上記インクジェットヘッドに供給するインクを貯留する密閉可能なインクタンクと、
上記インクタンク内のインク圧力をモニターする圧力センサと、
上記圧力センサによって検出されるインク圧力が所望の負圧になるまで、上記インクタンク内のインクを、上記インクジェットヘッドとは異なる排出先に排出する送液ポンプとを備えることを特徴とするインクジェットユニット。 An inkjet head that ejects ink;
A sealable ink tank that communicates with the inkjet head and stores ink to be supplied to the inkjet head;
A pressure sensor for monitoring the ink pressure in the ink tank;
An ink jet unit comprising: a liquid feed pump that discharges ink in the ink tank to a discharge destination different from the ink jet head until the ink pressure detected by the pressure sensor becomes a desired negative pressure. . 上記インクタンクの鉛直上方に配置され、当該インクタンクにインクを補充する第２のインクタンクと、
上記インクタンクと上記第２のインクタンクとを連通するインク流路とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットユニット。 A second ink tank disposed vertically above the ink tank and replenishing the ink tank with ink;
The inkjet unit according to claim 1, further comprising an ink flow path communicating the ink tank and the second ink tank. 上記インクジェットヘッドに接続され、当該インクジェットヘッド内のインクを廃液するインク廃液流路と、
上記送液ポンプが配置され、かつ上記インクタンクと上記インク廃液流路とを連通するインク排出流路とをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットユニット。 An ink waste liquid flow path connected to the ink jet head for draining ink in the ink jet head;
The inkjet unit according to claim 2, further comprising an ink discharge channel in which the liquid feed pump is disposed and which communicates the ink tank and the ink waste liquid channel. 上記送液ポンプが配置され、かつ上記インクタンクと上記第２のインクタンクとを連通するインク排出流路をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットユニット。   The inkjet unit according to claim 2, further comprising an ink discharge channel in which the liquid feeding pump is disposed and which communicates the ink tank and the second ink tank. 上記送液ポンプは、上記インク流路中に配置され、かつ上記第２のインクタンクから上記インクタンクへインクを送液する機能をさらに有することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットユニット。   The inkjet unit according to claim 2, wherein the liquid feeding pump is further disposed in the ink flow path and further has a function of feeding ink from the second ink tank to the ink tank. 上記インクジェットヘッドと連通する上記インクタンクの第１接続口は、上記インクタンクの上端に設けられており、
上記第２のインクタンクと連通する上記インクタンクの第２接続口は、上記第１接続口よりも下方に設けられていることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載のインクジェットユニット。 A first connection port of the ink tank communicating with the ink jet head is provided at an upper end of the ink tank;
The second connection port of the ink tank that communicates with the second ink tank is provided below the first connection port, according to any one of claims 2 to 5. Inkjet unit.
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