JP2009269291A - Inkjet apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】
最低限の時間と洗浄液を使用して記録ヘッドを最適な状態になるようにメンテナンスを行い、安定した液体塗布が可能であるインクジェット装置を提供する。
【解決手段】
インク室内において微小粒子の沈降や堆積の程度を検出する手段と、インク吐出の欠損数や吐出曲がりの吐出状態を検出する手段を有し、その結果に応じて記録ヘッドを回復させるメンテナンス手段を選択するようにして、回復に要する時間と洗浄液の使用量を最小限に抑える。
【選択図】図1【Task】
Provided is an ink jet apparatus capable of performing stable liquid application by performing maintenance so that a recording head is in an optimum state using a minimum time and a cleaning liquid.
[Solution]
Select a maintenance unit that has a means to detect the degree of sedimentation or accumulation of fine particles in the ink chamber and a means to detect the number of ink ejection defects or ejection bends, and to recover the recording head according to the results. In this way, minimize the time required for recovery and the amount of cleaning solution used.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は溶媒と微小粒子を混合した液体(インク)を液滴として吐出するインクジェット記録ヘッドおよびその制御手段と、塗布対象である基板とインクジェット記録ヘッドとの相対位置を制御するステージからなり、基板上へのインク塗布を目的としたインクジェット装置に関する。その中でも、特にインクジェット記録ヘッドからの液滴吐出の安定性を維持するための制御装置、および制御方法に関する。 The present invention comprises an inkjet recording head that discharges a liquid (ink) mixed with a solvent and fine particles as droplets and its control means, and a stage that controls the relative position between the substrate to be coated and the inkjet recording head. The present invention relates to an ink jet apparatus for the purpose of applying ink to the top. In particular, the present invention relates to a control device and a control method for maintaining the stability of droplet discharge from an ink jet recording head.
従来からインクジェット装置は、情報処理システムの出力手段として利用されている。
このインクジェット装置は微小な液滴をノズルから吐出させて文字や図形等の記録を行うもので、高精細な画像が記録できるという特徴がある。多色のインクを使用することによってカラー画像の印刷も可能であり、装置の小型化や画像の高解像度化も容易であることより、パーソナル向けの記録装置として非常に多くのインクジェット装置が市場に出回っている。最近は、各種基板上に金属配線を印刷したり、ディスプレイ用のカラーフィルタを印刷する産業用のインクジェット装置の数も増加している。
Conventionally, ink jet devices have been used as output means of information processing systems.
This ink jet apparatus records characters, figures, etc. by ejecting minute droplets from nozzles, and has a feature that a high-definition image can be recorded. By using multi-colored ink, it is possible to print a color image, and it is easy to reduce the size of the device and increase the resolution of the image. It is circulating. Recently, the number of industrial inkjet devices for printing metal wiring on various substrates and printing color filters for displays is also increasing.
このような産業用のインクジェット装置においては、インクジェット記録ヘッドの上方にインクボトルを接続し、記録ヘッド内に並ぶ微小なインク室に適切な圧力でインクを供給できるようになっている。適切な圧力とは、インク室内の圧力が大気圧に対して数百Paの負圧であり、その状態で上記インク室内のインクに対して瞬間的な大圧力が印加されることにより、インク室の壁面に開けられた微小な小孔(オリフィス)からインクは記録媒体に向けて吐出する。 In such an industrial inkjet apparatus, an ink bottle is connected above the inkjet recording head so that ink can be supplied to the minute ink chambers arranged in the recording head with an appropriate pressure. Appropriate pressure means that the pressure in the ink chamber is a negative pressure of several hundred Pa with respect to the atmospheric pressure, and an instantaneous large pressure is applied to the ink in the ink chamber in this state. Ink is ejected toward the recording medium from minute holes (orifices) formed in the wall surface.
インク室に適切な圧力を印加する方法としては、特開2004−121942号公報に示されているように、記録ヘッドに接続するインクボトルに負圧発生手段を設け、負圧量を調整する方法が開示されている。 As a method of applying an appropriate pressure to the ink chamber, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-121942, a method of adjusting the amount of negative pressure by providing a negative pressure generating means in an ink bottle connected to a recording head. Is disclosed.
上記の方法などによって適切な圧力でインク室にインクが供給されている状態では、インクは常時大気と接しているため、インクを吐出しない状態が長くなると、オリフィス付近のインク溶媒が揮発してインク粘度が上昇することによって、吐出時の速度が低下したり、吐出方向が曲がるようになるために印刷画質が劣化する。 In the state where ink is supplied to the ink chamber at an appropriate pressure by the above method or the like, the ink is always in contact with the atmosphere. Therefore, if the state where ink is not ejected becomes longer, the ink solvent near the orifice volatilizes and the ink is discharged. As the viscosity increases, the printing speed decreases, and the print direction deteriorates because the discharge direction is bent.
印刷画質の低下を防止するためには、定期的にインクを記録媒体以外の位置に吐出させて粘度の増加を抑える方法や、記録ヘッドにキャップを突き当て、キャップ内を負圧にして、粘度が増加したインクをオリフィスから吸い出す方法がある。 In order to prevent deterioration in print image quality, the ink is periodically ejected to a position other than the recording medium to suppress the increase in viscosity. There is a method of sucking out the ink having increased from the orifice.
また、インク中に微小粒子が混合されている場合は、記録ヘッド内の目詰まりによって、インク吐出が停止して印刷画質が劣化する現象が発生する。目詰まりについて具体的に述べると、インク中の微小粒子はインク溶媒の比重よりもわずかに大きいため、時間の経過とともにインク室内において微小粒子が沈降したり、インク流路の屈曲部などのインク流速が小さい場所において微小粒子が堆積する現象が発生して、インクの流れが低下する。微小粒子の沈降や堆積が進むと、やがてオリフィスからのインク吐出が停止するようになる。 In addition, when fine particles are mixed in the ink, a clogging in the recording head causes a phenomenon that ink ejection stops and print image quality deteriorates. Specifically, clogging is because the microparticles in the ink are slightly larger than the specific gravity of the ink solvent, so that the microparticles settle in the ink chamber over time, or the ink flow velocity such as the bent portion of the ink flow path. A phenomenon in which fine particles accumulate in a small area occurs, and the ink flow decreases. As sedimentation and accumulation of fine particles proceed, ink discharge from the orifice eventually stops.
また、別の画像劣化原因として、印刷中のオリフィス周囲の汚れがある。このメカニズムは、記録ヘッドが記録媒体上を移動しながらインクを吐出していると、記録ヘッドのオリフィス周辺に記録媒体上からの跳ね返りのインクが付着し、この付着インクに後から吐出するインクが引き付けられ、インクの吐出方向が曲がって画質が劣化するということである。 Another cause of image degradation is dirt around the orifice during printing. In this mechanism, when ink is ejected while the recording head moves on the recording medium, ink that bounces off the recording medium adheres to the periphery of the orifice of the recording head. That is, the ink ejection direction is bent and the image quality deteriorates.
上記の問題を防止する方法としては、特開2004−106304号公報に記載されているように、記録ヘッドにキャップを突き当て、キャップ内を負圧にしてインクをオリフィスから吸い出すことに加え、印刷時の駆動電圧よりも高い電圧を印加して強い圧力でインクを吐出させて目詰まりを回復させる方法がある。 As a method for preventing the above problem, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-106304, in addition to abutting the cap against the recording head and making the inside of the cap negative pressure, the ink is sucked out from the orifice, and printing is performed. There is a method of recovering clogging by applying a voltage higher than the driving voltage at the time and ejecting ink with a strong pressure.
また、上記特開2004−121942号公報には、非印刷時に加圧によってオリフィスからインクを強制的に噴出させて(フラッシング)、目詰まりを回復させる方法が記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-121942 describes a method of recovering clogging by forcibly ejecting ink (or flushing) from an orifice by pressurization during non-printing.
また、記録ヘッドの目詰まりを回復する方法として、特開2004−358667号公報に記載されているように、記録ヘッドを洗浄液に浸して超音波振動を印加することによって、インク流路内を洗浄する方法がある。 As a method for recovering clogging of the recording head, as described in JP-A-2004-358667, the inside of the ink flow path is cleaned by immersing the recording head in a cleaning liquid and applying ultrasonic vibration. There is a way to do it.
また、特開2004−209460号公報には、インク吐出状態を観測して、異常を検知した場合にメンテナンスを行うことが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-209460 describes that maintenance is performed when an abnormality is detected by observing the ink discharge state.
インクジェット装置が有する高精細印刷性能により、パーソナル向けの記録装置だけでなく、最近は各種基板上に金属配線を印刷したり、ディスプレイ用のカラーフィルタを印刷する産業用のインクジェット装置など、様々な種類のインクジェット装置が市場に出てきている。これらのインクジェット装置に使用されているインクは、粒子を含まない染料が液体に溶け込んでいるものと、直径0.1〜0.5μm程度の顔料が分散されているものが大部分を占めている。 Due to the high-definition printing performance of inkjet devices, not only personal recording devices but recently various types such as industrial inkjet devices that print metal wiring on various substrates and color filters for displays. Inkjet devices are on the market. Most of the inks used in these ink jet devices are those in which a dye containing no particles is dissolved in a liquid and those in which a pigment having a diameter of about 0.1 to 0.5 μm is dispersed. .
しかし、通常30〜50μm径のオリフィスに対して1/10程度までの直径の粒子を分散したインクであっても、短期的には塗布が可能であることより、液晶ディスプレイ内の均一な厚さの液晶層を確保するためにガラス基板上に塗布されているスペーサ粒子の塗布も可能である。長期的な塗布を可能とするためには、インク中の粒子は時間とともに沈降しやすいので、染料インクや直径0.1〜0.5μm程度の顔料が分散されているインクよりも高粘度の溶剤に分散するなど、インク自体に工夫が必要である。粒子を分散させるための高粘度の溶剤としては、ジオール系溶剤と水の混合物などがあげられる。しかし、高粘度の溶剤に分散していても数十分から数時間の時間でインク中の粒子の沈降は発生する。この粒子を分散したインクを使用するインクジェット装置においては、以下の2つの問題が発生する。 However, even with ink in which particles having a diameter of up to about 1/10 are distributed to an orifice with a diameter of 30 to 50 μm, it can be applied in a short period of time. In order to secure the liquid crystal layer, it is possible to apply spacer particles applied on the glass substrate. In order to enable long-term application, the particles in the ink tend to settle with time, so that the solvent has a higher viscosity than the dye ink or the ink in which the pigment having a diameter of about 0.1 to 0.5 μm is dispersed. It is necessary to devise the ink itself, for example, to be dispersed. Examples of the high-viscosity solvent for dispersing the particles include a diol solvent and water mixture. However, even when dispersed in a high-viscosity solvent, sedimentation of particles in the ink occurs in a time of several ten minutes to several hours. In the ink jet apparatus using the ink in which the particles are dispersed, the following two problems occur.
第一番目の問題は、インク中の微小粒子はインク溶媒の比重よりもわずかに大きいため、時間の経過とともにインク室内において微小粒子が沈降したり、インク流路の屈曲部などのインク流速が小さい場所において微小粒子が堆積する現象が発生して、インクの流れが低下する。そして、微小粒子の沈降や堆積が進み、やがてオリフィスからのインク吐出が停止するということである。 The first problem is that the fine particles in the ink are slightly larger than the specific gravity of the ink solvent, so that the fine particles settle in the ink chamber over time, or the ink flow velocity at the bent portion of the ink flow path is small. A phenomenon in which fine particles accumulate at the place occurs, and the flow of ink decreases. Then, sedimentation and accumulation of fine particles proceed, and ink discharge from the orifice is eventually stopped.
第二番目の問題は、記録ヘッドが記録媒体上を移動しながらインクを吐出している際に、記録ヘッドのオリフィス周辺に記録媒体上から跳ね返ったインクが付着する。オリフィス周囲にインクが付着すると、そのインクに引き付けられるようにインクが吐出するので、インクの吐出方向が曲がって画質劣化が発生することである。染料インクや微粒径の顔料が分散されているインクを使用する場合は、オリフィス付近のインクを拭き取ることができるが、数μmの粒子を分散したインクを拭き取ることを繰り返していると、やがてオリフィスを傷付けることとなり、記録ヘッドの寿命を短くするということである。上記の問題を防止する方法としては、特開2004−106304号公報に記載されているように、記録ヘッドにキャップを突き当て、キャップ内を負圧にしてインクをオリフィスから吸い出すことに加え、印刷時の駆動電圧よりも高い電圧を印加して強い圧力でインクを吐出させて目詰まりを回復させる方法があるが、微小粒子の沈降や堆積を回復させることは困難である。 The second problem is that, when the recording head is ejecting ink while moving on the recording medium, the ink splashed from the recording medium adheres to the periphery of the orifice of the recording head. When ink adheres to the periphery of the orifice, the ink is ejected so as to be attracted to the ink, so that the ink ejection direction is bent and the image quality is deteriorated. When using dye ink or ink in which a pigment having a fine particle size is dispersed, the ink near the orifice can be wiped off. However, if the ink in which particles of several μm are dispersed is repeatedly wiped off, the orifice will eventually be removed. This means that the life of the recording head is shortened. As a method for preventing the above problem, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-106304, in addition to abutting the cap against the recording head and making the inside of the cap negative pressure, the ink is sucked out from the orifice, and printing is performed. Although there is a method of recovering clogging by applying a voltage higher than the driving voltage at the time and ejecting ink with a strong pressure, it is difficult to recover sedimentation and deposition of fine particles.
また、特開2004−358667号公報に記載されているように、記録ヘッドを洗浄液に浸して超音波振動を印加することによって、インク流路内を洗浄する方法があるが、上記公報は実際に記録装置に搭載した場合に考慮すべきである使用する洗浄液量の低減方法や、装置停止時間の低減方法について十分な考慮がされていない。 Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-358667, there is a method of cleaning the inside of the ink flow path by immersing the recording head in a cleaning liquid and applying ultrasonic vibration. A sufficient consideration has not been given to the method of reducing the amount of cleaning liquid to be used and the method of reducing the apparatus stop time, which should be taken into account when mounted on the recording apparatus.
また、特開2004−209460号公報に記載されているように、吐出状態を観察してメンテナンスを行う方法があるが、上記公報も洗浄液量と装置停止時間の低減方法について十分な考慮がされていない。 In addition, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-209460, there is a method of performing maintenance by observing the discharge state. However, the above publication also gives sufficient consideration to a method of reducing the amount of cleaning liquid and the apparatus stop time. Absent.
上記2つの問題を解決するためには、記録ヘッドを最適な状態に保つメンテナンスプロセスが必要である。記録ヘッドのメンテナンスプロセスは、その内容によってプロセス時間と洗浄に使用する液体の使用量に差が出てくる。インクジェット装置が停止する時間をなるべく短くし、洗浄に使用する液体の使用量をなるべく少なくすることが重要である。
たとえば、インク吐出に重大な支障をきたしている場合に、始めは軽度な異常を回復するメンテナンス方法を実行し、それでも回復しない場合にはさらに重度な異常を回復する方法に進む方式をとると、軽度な異常を回復するメンテナンス方法を実行する時間と洗浄に要する液体を無駄にすることになる。また、各メンテナンス方法を実行する頻度をあらかじめ決定しておいて実行する方式をとると、本来は多くの時間と洗浄用の液体を必要とする重度な異常用のメンテナンス方法を必要としない場合であっても、上記メンテナンス方法を実行すると、やはり時間と洗浄用の液体を無駄にすることになる。
In order to solve the above two problems, a maintenance process for keeping the recording head in an optimum state is necessary. In the maintenance process of the recording head, there is a difference between the process time and the amount of liquid used for cleaning depending on the content. It is important to shorten the time during which the ink jet apparatus is stopped as much as possible and to reduce the amount of liquid used for cleaning as much as possible.
For example, if you have a serious hindrance to ink ejection, start with a maintenance method that recovers minor abnormalities, and if it still does not recover, proceed to a method that recovers more severe abnormalities. The time for performing a maintenance method for recovering a minor abnormality and the liquid required for cleaning are wasted. In addition, if a method is used in which the frequency of executing each maintenance method is determined in advance, a maintenance method for severe abnormalities that originally requires a lot of time and liquid for cleaning is not required. Even so, if the maintenance method is executed, time and cleaning liquid are wasted.
そこで本発明の目的は、数μmの粒子を含むインクを記録媒体上に塗布するインクジェット装置において、効率良く記録ヘッドを最適な状態に保つ方法を有し、安定した液体塗布が可能であるインクジェット装置を提供することである。具体的には、インク室内において微小粒子の沈降や堆積の程度を知るためにインク流量を検出する手段と、インク吐出の欠損数や吐出曲がりの吐出状態を検出する手段を有し、その結果に応じて記録ヘッドを回復させるメンテナンス手段を選択するようにして、回復に要する時間と洗浄液の使用量を最小限に抑えることができる、高効率なインクジェット装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet apparatus that efficiently applies an ink containing particles of several μm onto a recording medium, and has a method for efficiently maintaining a recording head in an optimum state, and enables stable liquid application. Is to provide. Specifically, it has means for detecting the ink flow rate in order to know the degree of sedimentation and accumulation of fine particles in the ink chamber, and means for detecting the number of ink discharge defects and the discharge state of the discharge curve. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a highly efficient ink jet apparatus capable of minimizing the time required for recovery and the amount of cleaning liquid used by selecting maintenance means for recovering the recording head.
上記目的を達成するために、インクジェット装置を以下の構成とした。 In order to achieve the above object, the inkjet apparatus has the following configuration.
粒子が分散されたインクのほかに、粒子を含まない前記インクの溶媒、および前記インクよりも低粘度である洗浄剤を収容する液体ボトルを配置し、すべての液体ボトルから記録ヘッド内に液体を加圧して流入させる加圧手段と、前記インクと洗浄液の記録ヘッドへの流入を切り替える切り替え手段を有する。粒子が分散されたインクを収容するボトルは2つ備え、第一のボトルから記録ヘッドを経由して第二のボトルに流れる流路を形成し、第一のボトルから第二のボトルに圧力勾配をつけて、その間に流れるインク流量を検出する手段を有する。また、非塗布時に記録ヘッドを塗布位置から離れた位置でインクを吐出させて、吐出状態を検出する手段を有する。また、記録ヘッドメンテナンス手段として、記録ヘッドに接触してオリフィス列を覆うキャップと、前記加圧手段によって記録ヘッドに流入させた液体がオリフィスから前記キャップに漏れ出てくる際に、キャップ内に負圧を発生させて液体を吸引する手段と、前記キャップ内に洗浄液を送り、洗浄液によってオリフィス周囲の液体を洗い流す送液手段と、前記送液手段によって送られた洗浄液をキャップに溜めた状態で、オリフィスから記録ヘッド内に洗浄液を吸い込み、別に設ける回収ボトルに洗浄液を送る送液手段を設ける。そして、インク流量検出手段と吐出状態を検出する手段での検出結果より、記録ヘッドメンテナンス手段のいずれかを実行するように制御する手段を有する。 In addition to the ink in which the particles are dispersed, a liquid bottle containing the solvent of the ink not containing particles and a cleaning agent having a viscosity lower than that of the ink is arranged, and the liquid is discharged from all the liquid bottles into the recording head. A pressurizing unit that pressurizes and inflows; and a switching unit that switches inflow of the ink and the cleaning liquid into the recording head. There are two bottles that contain ink in which particles are dispersed, a flow path is formed from the first bottle to the second bottle via the recording head, and the pressure gradient from the first bottle to the second bottle And a means for detecting the flow rate of ink flowing between them. In addition, there is a means for detecting the ejection state by ejecting ink at a position away from the coating position when the recording head is not coated. In addition, as a recording head maintenance means, a cap that contacts the recording head and covers the orifice array, and when the liquid that has flowed into the recording head by the pressurizing means leaks from the orifice to the cap, a negative is put into the cap. In a state where the pressure is generated to suck the liquid, the cleaning liquid is sent into the cap, the liquid feeding means for washing the liquid around the orifice with the cleaning liquid, and the cleaning liquid sent by the liquid feeding means is stored in the cap. A liquid feeding means is provided for sucking the cleaning liquid from the orifice into the recording head and sending the cleaning liquid to a separate recovery bottle. And it has a means to control to execute any one of the recording head maintenance means based on the detection results of the ink flow rate detection means and the means for detecting the discharge state.
本発明によれば、インク室内において微小粒子の沈降や堆積の程度を検出する手段と、インク吐出の欠損数や吐出曲がりの吐出状態を検出する手段を有し、その結果に応じて記録ヘッドを回復させる手段を選択するようにして、回復に要する時間と洗浄液の使用量を最小限に抑えることができるという効果がある。 According to the present invention, there are provided means for detecting the degree of sedimentation and accumulation of fine particles in the ink chamber, and means for detecting the number of ink ejection defects and the ejection state of the ejection curve. By selecting the means for recovery, the time required for recovery and the amount of cleaning liquid used can be minimized.
(実施例1)
以下、発明の実施形態について図面に従って説明する。
Example 1
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
図4は本発明の実施例に関するインクジェット装置の構成例の側面図、図5はインクジェット装置の構成例の正面図である。 FIG. 4 is a side view of a configuration example of the ink jet apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a front view of the configuration example of the ink jet apparatus.
本インクジェット装置は、ステージ101内のx方向移動機構102に吸着されている基板103上に所望のドットパターンを印字する装置である。なお、ドットパターンは、直径2〜5μmの粒子を含んだインクで形成される。
This inkjet apparatus is an apparatus that prints a desired dot pattern on a
y方向移動機構104に固定されている記録ヘッド1は第一インクボトル4,第二インクボトル5と接続しており、図示しないインク塗布コントローラの信号にしたがって、記録ヘッド1が基板103に対向した面に等間隔に並ぶオリフィスよりインクを吐出する。
記録ヘッド1からのインク吐出に合わせて、x方向移動機構102に吸着された基板103が+x方向に搬送されることによって、基板103上に一定幅の帯状のインクドットパターンが形成される。x方向移動機構102による1回の搬送が終わると、記録ヘッド1はy方向移動機構104によって一定の距離だけ移動して、再度x方向移動機構102に吸着された基板103が−x方向に搬送されることによって、基板103上に次のインクドットパターンが形成される。
The
When the
また、x方向移動機構102とy方向移動機構104の変位量は、ステージ内部に存在する図示しないエンコーダ等の検出手段で検出され、コントローラ等に取り込まれている。
Further, the displacement amounts of the
本インクジェット装置には、第一インクボトル4とは別の複数のインクボトル2,3,6,7と、記録ヘッド1のオリフィス面を覆うことができるように配置されるキャップ8が存在するとともに、記録ヘッド1でのインク吐出が最適となるように、上記ボトルからインクを記録ヘッド1にインクを供給するインク供給系、及び記録ヘッド1の清掃等を行う記録ヘッドメンテナンス系が存在している。また、インクの吐出状態を撮影する撮影装置61が存在する。これらの機構については、別の図を用いて以下説明する。また、本実施例では、記録ヘッド1が1つの例を記載しており、メンテナンス系も1つの記録ヘッドに対応するように記載しているが、実際のインクジェット装置は、複数の記録ヘッド1を搭載し、メンテナンス系も各記録ヘッドごとに存在する。
In this ink jet apparatus, there are a plurality of
図6は、本発明となるインクジェット装置のインク供給系、及び記録ヘッドメンテナンス系を示す図である。本例ではインクジェット装置の内部には6個のボトルが配置されている。2は洗浄剤ボトル、3はインク溶媒ボトル、4は第一インクボトル、5は第二インクボトル、6は第一回収ボトル、7は第二回収ボトルである。第一インクボトル4と第二インクボトル5の中には、それぞれ磁性体を内包した撹拌子41,51が配置され、内部で磁石が回転する撹拌機42,52によって撹拌子41,51が回転してインクを撹拌する。
FIG. 6 is a diagram showing an ink supply system and a recording head maintenance system of the ink jet apparatus according to the present invention. In this example, six bottles are arranged inside the ink jet apparatus. 2 is a cleaning agent bottle, 3 is an ink solvent bottle, 4 is a first ink bottle, 5 is a second ink bottle, 6 is a first recovery bottle, and 7 is a second recovery bottle. In the
各ボトルからは、配管が伸びており、エアーポンプ11〜16,ウォーターポンプ17,18,三方弁21〜25によってボトル内部の液体を移動し、記録ヘッド1へのインク供給と保全が行われる。なお、記録ヘッド1には複数のインク導入口が設けられている。
以下、インク供給方法,記録ヘッドメンテナンス方法について順次説明する。
Pipes extend from each bottle, and the liquid inside the bottle is moved by the
Hereinafter, an ink supply method and a recording head maintenance method will be described sequentially.
まず、インク供給方法について図7を用いて説明する。図7は、図6の配管図において、インク供給に関与する部分の配管を強調して記載し直したものである。 First, an ink supply method will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a redrawing of the piping diagram of FIG. 6 with emphasis on the piping related to the ink supply.
記録ヘッド1でのインク塗布を行う前に、まず洗浄剤ボトル2に収容されている洗浄剤を記録ヘッド1に導入する。洗浄剤は粘度や表面張力が低く、粒子を分散させたインクの溶媒と反応しない液体であり、アルコール等が適している。洗浄剤の役割は、記録ヘッド1内部に存在する気泡を取り除くことである。洗浄剤が記録ヘッド1に入るように三方弁21,22,23を操作して、エアーポンプ11で洗浄剤ボトル2内を加圧して洗浄剤を記録ヘッド1に押し込む。この際、三方弁24を操作して洗浄剤が第一回収ボトル6に流れるようにして、記録ヘッド1内から気泡を取り除く。記録ヘッド1のオリフィスからも洗浄剤が噴出するので、キャップ8で洗浄剤を受けてエアーポンプ15で第二回収ボトル7内に吸引する。
Before performing ink application with the
次に、インク溶媒ボトル3に収容されているインク溶媒を記録ヘッド1に導入する。粒子を分散させたインクを導入する前にインク溶媒だけを導入する理由は、粘度の低い洗浄剤とインクが急に混合すると粒子が沈降しやすくなり、記録ヘッド1の内部に粒子の凝集が発生することがあるので、この凝集の発生を防止するためである。インク溶媒が記録ヘッド1に入るように三方弁21,22,23を操作して、エアーポンプ12でインク溶媒ボトル3内を加圧してインク溶媒を記録ヘッド1に押し込む。この際、三方弁24の状態を変えずにインク溶媒が第一回収ボトル6に流れるようにして、記録ヘッド1内から洗浄剤を取り除く。記録ヘッド1のオリフィスからもインク溶媒が噴出するので、キャップ8でインク溶媒を受けてエアーポンプ15で第二回収ボトル7内に吸引する。
Next, the ink solvent accommodated in the ink
最後に第一インクボトル4内に収容されているインクを記録ヘッド1に導入する。上記2種類の液体の導入と同様に、三方弁23を操作してエアーポンプ13で第一インクボトル4内を加圧してインクを記録ヘッド1に押し込む。この際、三方弁24の状態を変えずに、インク溶媒が第一回収ボトル6に流れるようにして、記録ヘッド1内を粒子が分散されたインクで満たす。記録ヘッド1のオリフィスからもインクが噴出するので、キャップ8でインクを受けてエアーポンプ15で第二回収ボトル7内に吸引する。なお、記録ヘッド1から三方弁24の間の配管内がインクに完全に置き換わった場合には、三方弁24を操作してインクを第二インクボトル5に導入してもよい。第二インクボトル5内のインクは、定期的に第一インクボトル4に戻して再利用する。その際、インク中に入った異物を除去するために設けたフィルタ9を通す。
Finally, the ink stored in the
この状態では、記録ヘッド1のオリフィス面にインク液滴が付着しているので、この後、キャップ8を記録ヘッド1に密着させてインクをエアーポンプ15で第二回収ボトル7内に吸引する。
In this state, since ink droplets are attached to the orifice surface of the
以上の工程により、記録ヘッド1内にインクを導入することができる。この後、全オリフィスからのインク吐出状態を確認する。
Through the above steps, ink can be introduced into the
図17は、全オリフィスからのインク吐出状態を確認する方法を示す図である。インクの吐出状態を撮影する撮影装置61は、記録ヘッド1からインクを吐出させる駆動信号と同期して点滅する光源401,吐出している液滴を映すカメラ402、及びカメラ402で映された画像を表示する装置から構成される。カメラ402は移動しながら記録ヘッド1から吐出するインク液滴列403を撮影する。光源401は駆動信号と同期して点滅するので、静止したインク液滴列403が撮影される。その際、インクが吐出しない欠損の状態や吐出方向の曲がりが観測できる。全オリフィスからのインク吐出が観測できない場合には、もう一度、インクの加圧導入とキャップ8を記録ヘッド1に密着させたインク吸引を実行する。それでも、全オリフィスからのインク吐出が観測できない場合には、本実施例の課題解決方法に関するので、後で詳細に説明する。
FIG. 17 is a diagram illustrating a method of confirming the ink discharge state from all the orifices. An
次に、通常のインク塗布状態における記録ヘッド1へのインク供給方法について、図8を用いて説明する。図8は、図6の配管図において、インク供給に関与する部分の配管を強調して記載し直したものである。
Next, a method for supplying ink to the
記録ヘッド1によってインク塗布を開始する際には、記録ヘッド1内部の圧力を記録ヘッド1のオリフィスからインクが垂れない程度である数百Pa(数十mmaq)の負圧に設定することが一般的である。そのため、三方弁23を操作して第一インクボトル4と記録ヘッド1を接続し、エアーポンプ13で記録ヘッド1よりも上方に位置する第一インクボトル4内を減圧して、記録ヘッド1内の圧力を所定の圧力に設定する。水頭圧の状態の一例(実験で行った圧力設定の例)を図13に示す。この例の場合、記録ヘッド1と第一インクボトル4の高低差がh(mm)のとき、減圧圧力をh+50(mm)に設定する。記録ヘッド1と第二インクボトルは三方弁24によって非接続の状態となっており、インクの流れがないため、第一インクボトル4と記録ヘッド1の水頭圧は同一である。その後、図4を用いて説明したように、インク塗布コントローラの信号にしたがって、等間隔に並ぶオリフィスより基板103上に向けてインクを吐出させる。記録ヘッド1からのインク吐出に合わせて、x方向移動機構102に吸着された基板103が搬送されることによって、基板103上に一定幅の帯状のインクドットパターンが形成される。このような動作を繰り返している間に、記録ヘッド1内ではインク中の粒子の沈降が始まってくる。粒子の沈降が起こると、一滴中に含まれる粒子数が大きく変化したり、オリフィスの目詰まりが発生するようになる。そのため、記録ヘッド1の目詰まりを防止して、インクの塗布を安定して行う必要があり、いくつかの記録ヘッド1のメンテナンス手段が搭載されている。メンテナンス手段については後で詳細に説明する。
When ink application is started by the
次に、本インクジェット装置の終了動作について説明する。 Next, the end operation of the ink jet apparatus will be described.
インクジェット装置を終了させる場合は、インク中の粒子の沈降を防止するため、インク供給方法とは逆の順番で液体を記録ヘッド1に導入する。つまり、粒子を含まないインク溶媒の加圧導入、次いで洗浄液の加圧導入を行い、洗浄剤が記録ヘッド1に導入された状態でインクジェット装置の稼動を終了させる。
When the ink jet apparatus is terminated, the liquid is introduced into the
以上、大まかにインクジェット装置の立ち上げ時のインク供給方法から終了動作までの一連の動きを説明した。これ以降は、インクジェット装置より安定してインク塗布を継続して行うために重要な、記録ヘッドのメンテナンス方法(清掃方法)について説明する。
以下、いくつか存在する記録ヘッドのメンテナンス方法について順に説明する。
In the foregoing, a series of operations from the ink supply method at the start-up of the ink jet apparatus to the end operation has been described. Hereinafter, a maintenance method (cleaning method) of the recording head, which is important for continuously performing ink application more stably than the ink jet apparatus, will be described.
Hereinafter, several existing recording head maintenance methods will be described in order.
まず、記録ヘッドのノズル面の吸引によってオリフィス付近での増粘したインクや固着物を除去する方法(吸引モード)について説明する。 First, a method (suction mode) for removing thickened ink and fixed matter near the orifice by suction on the nozzle surface of the recording head will be described.
インク塗布コントローラの信号にしたがって、基板103上にインクドットパターンを形成する動作を繰り返している間に、記録ヘッド1内ではインク中の粒子の沈降が始まってくる。一枚の基板103全面へのインク塗布が終了すると、次の基板103が搬送されてくるまでの待機時間が存在する。その待機時間内に、記録ヘッド1内での粒子沈降を防止するために、記録ヘッド1をキャップ8が存在する位置に移動させた後、キャップ8に記録ヘッド1を押し当て、オリフィスからインクを吸引する。具体的な動作としては、図8に示すように、キャップ8を記録ヘッド1に押し当て、三方弁25を操作してキャップ8と第二回収ボトル7を連結し、エアーポンプ15で負圧を発生させて、インクを第二回収ボトル7内に吸引する。
While the operation of forming the ink dot pattern on the
次に、記録ヘッド1へのインク加圧によるインク強制噴出を行い、オリフィス付近で増粘したインクや固着物を除去する方法(加圧モード)について説明する。
Next, a method (pressure mode) for forcibly ejecting ink by pressurizing ink onto the
このモードも記録ヘッド1をキャップ8が存在する位置に移動させた後で行う。このモードは、図7を用いて説明したインク充填方法と同様に、三方弁23を操作してエアーポンプ13で第一インクボトル4内を加圧してインクを記録ヘッド1に押し込む。この際、三方弁24の状態は、記録ヘッド1からのインク流入が無い状態にして、第一インクボトル4内のインクがオリフィスから噴出するようにする。オリフィスから噴出するインクを受けるために、キャップ8に記録ヘッド1を十分近づけるか、または接触させた後、三方弁25を操作してキャップ8と第二回収ボトル7を連結し、エアーポンプ15で負圧を発生させて、インクを第二回収ボトル7内に吸引する。
This mode is also performed after moving the
次に、記録ヘッド1のオリフィス面を洗浄する面洗浄モードについて説明する。
Next, the surface cleaning mode for cleaning the orifice surface of the
洗浄モードが必要な理由は、インクを吐出させながら記録ヘッド1が記録媒体上を移動していると、記録ヘッド1のオリフィス周辺に記録媒体上からの跳ね返りのインクが付着することにより、吐出するインクの方向が曲がるためである。
The reason why the cleaning mode is necessary is that if the
面洗浄モードの動作について、図9を用いて説明する。図9は、図6の配管図において、オリフィス面の清掃に関与する部分の配管を太く記載し直したものである。 The operation in the surface cleaning mode will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows the piping of the portion related to the cleaning of the orifice surface in the piping diagram of FIG.
記録ヘッド1のオリフィス面の洗浄は、洗浄剤ボトル2内に収容されている洗浄剤を使用する。洗浄剤がキャップ8に入るように三方弁21,22を操作して、エアーポンプ11で洗浄剤ボトル2内を加圧して洗浄剤をキャップ8に導入する。記録ヘッド1をキャップ8に接近させて洗浄液によってオリフィス面を洗浄する。面洗浄の方法を図11と図12を用いて説明する。
Cleaning of the orifice surface of the
図11は、キャップ8の構造を示している。キャップ8は内側容器8aと外側容器8bとで構成される。配管201は内側容器8aに洗浄剤を導入するための配管、配管202は内側容器8aからオーバーフローした洗浄剤を排出するための配管、配管203は内側容器内のインクを排出するための配管である。
FIG. 11 shows the structure of the
図12は、記録ヘッド1のオリフィス面の洗浄方法を示している。オリフィス面を洗浄するためには、まず、記録ヘッド1をキャップ8の内側容器8aに接近させ、配管201を使用して内側容器8aに洗浄剤を流す。内側容器8a容積以上の洗浄剤204は、記録ヘッド1のオリフィス面を洗浄しながらオーバーフローして外側容器8b内に入る。洗浄剤204の流れによって、オリフィス面に付着した粒子は除去される。インク外側容器8b内の洗浄剤は、エアーポンプ15によって吸引されて配管202を通して第二回収ボトル7に移動する。オリフィス面の洗浄が終了した後、内側容器8a内の洗浄液は配管203を通して第二回収ボトル7に移動する。
FIG. 12 shows a method for cleaning the orifice surface of the
以上のような洗浄を行うことにより、オリフィス面を擦ることなく洗浄できるので、オリフィス面をインク中の粒子で傷つけることが無い。従って、記録ヘッド1の寿命を縮めることなく使用することができる。
By performing the above-described cleaning, the orifice surface can be cleaned without rubbing, so that the orifice surface is not damaged by particles in the ink. Therefore, it can be used without shortening the life of the
なお、オリフィス面の洗浄の後は、洗浄剤がオリフィスを通して記録ヘッド1内に進入しているので、粒子が分散されているインクを記録ヘッド1に導入する工程を行う。次に、オリフィス側から記録ヘッド1内に向けて洗浄剤を吸い込み、記録ヘッド1の排出流路から凝集物を排出するモードについて説明する。効果的に凝集物を排出するため、記録ヘッド1を洗浄液に浸し、超音波振動を与えた後で凝集物を粉砕・分散させ、凝集物を排出するので、本メンテナンス方法を超音波洗浄モードと呼ぶ。
After cleaning the orifice surface, since the cleaning agent has entered the
超音波洗浄モードが必要な場合は、記録ヘッド内で粒子が凝集してインク吐出が不安定になった場合である。超音波洗浄モードの動作について、図10,図15,図16を用いて説明する。 The case where the ultrasonic cleaning mode is required is a case where particles are aggregated in the recording head and ink ejection becomes unstable. The operation in the ultrasonic cleaning mode will be described with reference to FIGS.
図10は、図6の配管図において、本モードに関与する部分の配管を太く記載し直したものである。記録ヘッド1内部の凝集物を排出させるためには、洗浄剤ボトル2内に収容されている洗浄剤を使用する。記録ヘッド1内部の凝集物を排出させるためには、洗浄剤ボトル2内に収容されている洗浄剤を使用する。
FIG. 10 is a diagram in which the portion of the piping related to this mode is rewritten thickly in the piping diagram of FIG. In order to discharge the aggregates inside the
記録ヘッド1の排出流路から凝集物を排出させる工程は、まず、記録ヘッド1内のインクをインク溶媒に置換することから始める。これは、粘度の高いインクと粘度の低い洗浄剤を混合すると、インク中の粒子の凝集が起こるためである。インク溶媒が記録ヘッド1に入るように三方弁21,22,23を操作して、エアーポンプ12でインク溶媒ボトル3内を加圧してインク溶媒を記録ヘッド1に押し込む。記録ヘッド1のオリフィスからもインク溶媒が噴出するので、キャップ8でインク溶媒を受けてエアーポンプ15で第二回収ボトル7内に吸引する。この後、三方弁21を操作し、エアーポンプ11で洗浄剤ボトル2内を加圧して洗浄剤を記録ヘッド1に押し込む。その後、記録ヘッド1をキャップ8と対向する位置から超音波洗浄槽300に対向する位置に移動させる。
The step of discharging aggregates from the discharge flow path of the
図15は、超音波洗浄を行う際の配管の状態を示している。三方弁26はキャップ8と超音波洗浄槽を切り替える弁である。洗浄後の洗浄液はバルブ310を通じて第二回収ボトル7内に回収される。詳細な洗浄方法は、図16を用いて説明する。
FIG. 15 shows the state of the piping when performing ultrasonic cleaning. The three-
超音波洗浄槽300は、水を収容する外槽301と、洗浄液を収容する内槽302から構成される。外槽301には水が配管303から入り、配管304から出るように構成されている。内槽302には洗浄液が配管305から入り、配管306から出るように構成されている。記録ヘッド1のオリフィス面を内槽302に接触させて、外槽の下部に配置されている超音波振動子が振動することによって、記録ヘッド1内部の固着物は粉砕され、洗浄液中に分散される。この後、オリフィス側から記録ヘッド1内に向けて洗浄剤を吸い込み、記録ヘッド1の排出流路から凝集物を排出する。この工程を以下に示す。
The
まず、記録ヘッド1を内槽302内の洗浄液とオリフィス面を接触させる。内槽302への洗浄剤供給を継続させながら、三方弁24を操作して記録ヘッド1と第一回収ボトル6をつながるようにし、エアーポンプ14によって第一回収ボトル6内を負圧にして、キャップ8内の洗浄剤を第一回収ボトル6内に吸引する。その際、三方弁23は記録ヘッド1と他のボトルがつながらないように操作しておく。記録ヘッド1内に存在していた固着物は洗浄剤の中に分散して外部に排出される。
First, the
超音波洗浄モードを実行した後は、インク導入の説明の際に説明したように、洗浄液,粒子を含まないインク溶媒,粒子を含むインクの順に液体を記録ヘッド1に導入する工程を実行し、インク塗布が開始できる状態にする。
After executing the ultrasonic cleaning mode, as described in the description of the ink introduction, the step of introducing the liquid into the
以上、説明した数々の記録ヘッドのメンテナンスを実行することよって、記録ヘッド1からのインク塗布を安定させることができる。メンテナンスを実施するタイミングとしては、基板又は記録ヘッドを1回走査した後、及び、基板一枚全体にインクを塗布した後があるが、後者の方は、次の基板が搬送されてくるまでの時間があるので、このタイミングでメンテナンスを行うことが一般的である。各メンテナンス方法の実行周期を予め決めて実行する場合、以下の問題が発生する。それは、記録ヘッド1の使用時間が長くなって劣化している場合には、短時間で済むメンテナンス方法では十分な清掃ができずにそのメンテナンス方法を何度も繰り返し、それでも不十分であるために、さらにその後で手間のかかるメンテナンス方法に移行する場合があり、その場合は、メンテナンスに要するトータルの時間が長くなり、メンテナンスに使用する液体(洗浄液,インク溶媒,インク)の使用量も多くなってしまうことである。記録ヘッド1の劣化状態は、使用するインクの粘度,粒子の直径,粒子の含有濃度,単位時間当たりのインク塗布数などによって変わるとともに、記録ヘッド1間にも大きなばらつきが存在する。メンテナンスの実行時間と消費する洗浄に用いる液体の消費量を最低限に抑えるためには、記録ヘッド1の状態(インク流路の目詰まり度,インク吐出が異常であるオリフィス数など)を検知して、その結果に基づいて最適なメンテナンス方法を選択することが有効である。以下、この方法について詳しく説明する。
As described above, the ink application from the
まず、インク流路の目詰まり度の測定方法について、図8を用いて説明する。 First, a method for measuring the degree of clogging of the ink flow path will be described with reference to FIG.
目詰まり度の測定は、インク塗布を続けていることによる記録ヘッド1内でのインクの沈降を防止するために、基板一枚全体へのインク塗布が終了して、次の基板が搬送されてくるまでの間に、記録ヘッド1内にインクを一定値以上の流速で流す工程を利用して行う。インクの供給元と回収先での圧力差を一定にして、所定の時間に流れたインク量を測定することにより、目詰まり度が測定できる。具体的には、エアーポンプ13,16によって、第一インクボトル4内の圧力と第二インクボトル5内の圧力が図14に示す圧力になるようにした後、三方弁24を記録ヘッド1と第二インクボトル5が接続されるように操作する。この圧力設定は、前記通常のインク塗布の圧力設定値である図13の例を基に、記録ヘッド1での水頭圧をインク塗布時と同等としたものである。記録ヘッド1内の水頭圧はオリフィスからインクが漏れることが無い圧力に設定されるので、第一インクボトルに設けた液面センサ31の出力、又は記録ヘッド1へのインク導入部直前に流量計32を設けることによって、記録ヘッド内部の流路の流量が測定できる。なお、図14の設定値は一例であり、記録ヘッド1のオリフィスからインクが漏れない値であれば他の設定値であってもよい。図14の圧力設定値における流量を測定し、その結果で流路の目詰まり度(異常度)を判定する。実験に用いた記録ヘッド1とインク(粘度11mPa・s)における流量と異常度の関係は、図18(A)のようになる。
The degree of clogging is measured in order to prevent ink settling in the
なお、流量測定を行った後は、定期的に第二インクボトル5のインクをウォーターポンプ17によって、第一インクボトル4に戻す。その際、インク中に入った異物を除去するためのフィルタ9を通す。
After the flow rate measurement, the ink in the
次に、インク吐出状態の異常度の判定について説明する。インク吐出の異常度の判定は、図17を用いて前述したインク吐出観察で行う。インク吐出観察によって欠損数と吐出曲がり数を観測し、図18(B)に示す基準で異常度を判定する。 Next, determination of the degree of abnormality of the ink ejection state will be described. The determination of the degree of ink discharge abnormality is performed by the ink discharge observation described above with reference to FIG. The number of defects and the number of ejection bends are observed by ink ejection observation, and the degree of abnormality is determined based on the reference shown in FIG.
以上述べたインク流路の目詰まり度(異常度)とインク吐出状態の異常度の判定結果に基づいて、最適なメンテナンス方法を選択する。つまり、異常度が軽度であるほど短時間,少ない液体(洗浄液,インク溶媒,インク)でメンテナンスが済むような方法を選択する。 The optimum maintenance method is selected based on the determination result of the degree of clogging (abnormality) of the ink flow path and the degree of abnormality of the ink ejection state described above. In other words, a method is selected in which the lighter the degree of abnormality, the shorter the maintenance time with less liquid (cleaning liquid, ink solvent, ink).
図1は、インク流路の目詰まり度(異常度)とインク吐出状態の異常度の判定結果に基づいて、最適なメンテナンス方法を選択する方法を示している。判定結果の異常度が大きくなるにつれて洗浄時間と洗浄に要する液体(洗浄液,インク溶媒,インク)の量が増加していく。具体的には、2つの判定結果がともに正常の場合はメンテナンス動作を行わない。インク流路の目詰まり度が正常で、インク吐出状態が軽度異常の場合は吸引モードから始める。インク流路の目詰まり度が軽度異常の場合は加圧モードから始める。少なくとも一方の判定結果が中度異常の場合は面洗浄モードから、少なくとも一方の判定結果が重度異常の場合は超音波洗浄モードから始める。各メンテナンス方法を実行してもインク吐出が復旧しない場合は、同一のモードを繰り返すかまたは、上位のメンテナンス方法に移行する。この実行方法のフローチャートを図2,図3に示す。 FIG. 1 shows a method of selecting an optimal maintenance method based on the determination result of the degree of clogging (abnormality) of the ink flow path and the abnormality degree of the ink ejection state. As the degree of abnormality of the determination result increases, the cleaning time and the amount of liquid (cleaning liquid, ink solvent, ink) required for cleaning increase. Specifically, when the two determination results are normal, the maintenance operation is not performed. When the degree of clogging of the ink flow path is normal and the ink discharge state is lightly abnormal, start from the suction mode. When the degree of clogging of the ink flow path is slightly abnormal, the pressure mode is started. When at least one determination result is moderately abnormal, the surface cleaning mode is started, and when at least one determination result is severely abnormal, the ultrasonic cleaning mode is started. If the ink ejection is not recovered even after executing each maintenance method, the same mode is repeated or the upper maintenance method is shifted to. The flowchart of this execution method is shown in FIGS.
図2は、吸引モードから開始する場合のフローチャートである。吸引モードを実行した後は吐出検査を行い、全オリフィスからの吐出状態が正常となった場合は、メンテナンスの内容(日時,実行回数など)をインクジェット装置内のメンテナンス実行記録用のメモリ(図示しない)に記録して、その後、基板上へのインク塗布を開始する。吐出状態が正常で無い場合はもう一度吸引モードを行い、吐出検査を行って正常となれば、前記のようにメンテナンスの内容をメモリに記録してインク塗布を開始する。ここで吐出状態が正常とならない場合は、面洗浄モードに移行する。面洗浄モードが終了すると吐出検査を行い、全オリフィスからの吐出状態が正常となった場合は、メンテナンスの内容をメモリに記録してインク塗布を開始する。吐出状態が正常で無い場合はもう一度面洗浄モードを行う。全オリフィスからの吐出状態が正常となった場合は、メンテナンスの内容をメモリに記録してインク塗布を開始する。それでも吐出状態が正常で無い場合は、次の超音波洗浄モードに移行する。本モードは4回まで繰り返し、それでも正常とならない場合は記録ヘッド交換となり、装置の稼動を停止するとともに、ヘッド交換のメッセージをインクジェット装置に設置してある表示部に表示する。 FIG. 2 is a flowchart when starting from the suction mode. After the suction mode is executed, a discharge inspection is performed. If the discharge state from all orifices is normal, the maintenance contents (date and time, number of executions, etc.) are stored in the maintenance execution recording memory (not shown) ) And then ink application on the substrate is started. When the ejection state is not normal, the suction mode is performed once again, and when the ejection inspection is performed and becomes normal, the contents of maintenance are recorded in the memory as described above, and ink application is started. Here, when the discharge state is not normal, the surface cleaning mode is entered. When the surface cleaning mode is completed, a discharge inspection is performed. When the discharge state from all the orifices becomes normal, the contents of maintenance are recorded in the memory and ink application is started. If the discharge state is not normal, the surface cleaning mode is performed once again. When the discharge state from all the orifices becomes normal, the content of maintenance is recorded in the memory and ink application is started. If the discharge state is still not normal, the process proceeds to the next ultrasonic cleaning mode. This mode is repeated up to four times, and if it still does not become normal, the recording head is replaced, the operation of the apparatus is stopped, and a head replacement message is displayed on the display unit installed in the ink jet apparatus.
また、超音波モードを連続4回の実行に至らなくても、超音波モードを頻繁に(たとえば1日に2度以上)実行する場合は、記録ヘッドの寿命が近いので、ヘッド交換の準備を促すようなメッセージを表示部に表示するようにする。これは、全オリフィスからの吐出状態が正常となった場合に、メンテナンスの内容(日時,実行回数など)をメンテナンス実行記録用のメモリに記録してあるので、メッセージを表示部に表示することが可能である。また、インクジェット装置の操作者がメンテナンス実行記録を参照することにより、記録ヘッドの寿命を判定することも可能である。なお、記録ヘッド交換の基準を超音波洗浄モード4回としたが、これは1つの目安であり、3回でも5回であってもよい。
Even if the ultrasonic mode is not executed four times in a row, if the ultrasonic mode is executed frequently (for example, twice or more per day), the life of the recording head is near, so prepare for head replacement. Display a prompting message on the display. This is because when the discharge state from all orifices becomes normal, the contents of maintenance (date and time, number of executions, etc.) are recorded in the maintenance execution recording memory, so a message can be displayed on the display unit. Is possible. It is also possible for the operator of the ink jet apparatus to determine the life of the recording head by referring to the maintenance execution recording. Note that although the reference for the recording head replacement is the
図3は加圧モードから開始する場合のフローチャートである。加圧モードを実行した後は吐出検査を行い、全オリフィスからの吐出状態が正常となった場合は、インクジェット装置内のメンテナンス実行記録用のメモリにメンテナンスの内容を記録して基板上へのインク塗布を開始する。吐出状態が正常で無い場合はもう一度加圧モードを行い、吐出検査を行って正常となれば、前記のようにメンテナンスの内容をメモリに記録して塗布を開始する。ここで吐出状態が正常とならない場合は、面洗浄モードに移行する。以下、図2を用いて説明した内容と同一である。 FIG. 3 is a flowchart when starting from the pressurizing mode. After the pressurization mode is executed, a discharge inspection is performed. If the discharge state from all orifices becomes normal, the maintenance details are recorded in the memory for maintenance execution in the ink jet device, and the ink on the substrate is recorded. Start application. When the discharge state is not normal, the pressurization mode is performed once again, and when the discharge inspection is performed and becomes normal, the contents of maintenance are recorded in the memory as described above, and the application is started. Here, when the discharge state is not normal, the surface cleaning mode is entered. The contents are the same as those described with reference to FIG.
以上説明したインク導入方法、および記録ヘッドメンテナンス方法を実行することによって、安定した液体塗布が可能であるインクジェット装置を実現することができる。 By performing the ink introduction method and the recording head maintenance method described above, it is possible to realize an ink jet apparatus capable of stable liquid application.
(実施例2)
実施例1の説明では、洗浄剤としてアルコールの例を示したが、記録ヘッド1内の洗浄を強化するために、水に表面活性剤を溶かした液体を有するボトルを別に配置してもよい。
(Example 2)
In the description of the first embodiment, alcohol is used as the cleaning agent. However, in order to enhance cleaning in the
水に表面活性剤を溶かした液体(以下、表面活性剤水と記載)は、主に記録ヘッド1内の洗浄目的であるので、オリフィス側から記録ヘッド内に向けて洗浄剤を吸い込んで記録ヘッド1から凝集物を排出する際に使用する。
A liquid in which a surfactant is dissolved in water (hereinafter referred to as “surfactant water”) is mainly used for cleaning in the
まず、記録ヘッド1をキャップ8の内側容器8aに接近させ、内側容器8aに表面活性剤水を流す。内側容器8a容積以上の表面活性剤水は、記録ヘッド1のオリフィス面を洗浄しながらオーバーフローして外側容器8b内に入る。表面活性剤水の流れによってオリフィス面に付着した粒子は除去される。インク外側容器8b内の表面活性剤水は、エアーポンプ15によって吸引されて配管202を通して第二回収ボトル7に移動する。洗浄が終了した後、内側容器8a内の表面活性剤水は配管203を通して第二回収ボトル7に移動する。
First, the
この洗浄の後は、実施例1と同じように、第一インクボトル4内に収容されているインクを記録ヘッド1に導入する工程を行い、インク塗布が可能な状態にする。
After this cleaning, as in the first embodiment, a step of introducing the ink contained in the
(実施例3)
実施例1の説明では、インク塗布前後のインク導入について、洗浄剤を用いた場合の例について説明した。インク塗布用のインク溶媒の粘度が比較的低粘度(概ね5mPa・s以下)の場合は、必ずしも洗浄剤を使用する必要はなく、インク溶媒からインク導入を始めても気泡を除去したインク導入が可能である。また、本インクジェット装置の終了動作時においても、インク溶媒の充填で終了してもよい。
(Example 3)
In the description of the first embodiment, an example in which a cleaning agent is used for ink introduction before and after ink application has been described. When the viscosity of the ink solvent for ink application is relatively low (approximately 5 mPa · s or less), it is not always necessary to use a cleaning agent, and it is possible to introduce ink with air bubbles removed even if ink is introduced from the ink solvent. It is. Further, the ink-jet device may be terminated by filling the ink solvent during the termination operation of the inkjet apparatus.
また、記録ヘッド1のメンテナンス時(面洗浄モード,超音波洗浄モード)においても、インク塗布用のインク溶媒の粘度が比較的低粘度の場合は、必ずしも洗浄剤を使用する必要はなく、インク溶媒での面洗浄,超音波洗浄を行ってもよい。 Even during the maintenance of the recording head 1 (surface cleaning mode, ultrasonic cleaning mode), if the viscosity of the ink solvent for ink application is relatively low, it is not always necessary to use a cleaning agent. Surface cleaning or ultrasonic cleaning may be performed.
1 記録ヘッド
2 洗浄剤ボトル
3 インク溶媒ボトル
4 第一インクボトル
5 第二インクボトル
6 第一回収ボトル
7 第二回収ボトル
11〜16 エアーポンプ
17,18 ウォーターポンプ
21〜25 三方弁
DESCRIPTION OF
Claims (10)
非インク塗布時に前記粒子が分散されたインクを第一のインクボトルから記録ヘッドを経由して第二のインクボトルに向けて圧力を印加してインクを流し、その時のインク流量を検出する手段と、
非インク塗布時にインクの吐出状態を検出する手段と、
前記インク流量の検出結果と前記インク吐出状態の検出結果に応じて、前記記録ヘッドの塗布状態を安定に保つために実行される複数の記録ヘッドメンテナンス方法の中から選択し、実行させる手段とを有することを特徴とするインクジェット装置。 Inkjet including a transport device for transporting a medium to be coated, a plurality of ink bottles containing ink in which particles are dispersed, a recording head for coating the ink on the medium to be coated, and a carriage for moving the recording head In the device
Means for applying ink to the ink in which the particles are dispersed at the time of non-ink application from the first ink bottle through the recording head to the second ink bottle to flow the ink, and detecting the ink flow rate at that time; ,
Means for detecting the ink ejection state during non-ink application;
Means for selecting and executing a plurality of recording head maintenance methods to be executed in order to keep the application state of the recording head stable according to the detection result of the ink flow rate and the detection result of the ink discharge state; An ink jet apparatus comprising:
前記第一のインクボトルから前記記録ヘッドを経由して、前記第二のインクボトルに向けて圧力を印加する際に、前記第一及び第二のインクボトルには、前記記録ヘッドからインクが漏れない圧力を設定する手段を有することを特徴とするインクジェット装置。 The inkjet apparatus according to claim 1.
When pressure is applied from the first ink bottle to the second ink bottle via the recording head, ink leaks from the recording head to the first and second ink bottles. An ink jet apparatus having means for setting no pressure.
前記インクの吐出状態を検出する手段は、前記インク吐出状態を欠損数と吐出曲がり数の和で算出することを特徴とするインクジェット装置。 The inkjet apparatus according to claim 1.
The ink jet apparatus according to claim 1, wherein the means for detecting the ink discharge state calculates the ink discharge state by a sum of the number of defects and the number of discharge bends.
前記インク流量の検出結果と前記インク吐出状態の検出結果に応じて、異常度を判定する判定テーブルを有することを特徴とするインクジェット装置。 The inkjet apparatus according to claim 1.
An inkjet apparatus comprising: a determination table for determining an abnormality degree according to the detection result of the ink flow rate and the detection result of the ink discharge state.
複数の記録ヘッドメンテナンス方法は、少なくとも、記録ヘッドにキャップを接触させて記録ヘッド内部の液体を吸引する方法と、記録ヘッドにインクを加圧充填してオリフィスからインクを噴出させる方法と、前記キャップ内に洗浄液を送り、キャップと記録ヘッドを接近させて記録ヘッドのオリフィス面を洗浄する方法と、記録ヘッドのオリフィス面を超音波洗浄槽に浸し、記録ヘッドを超音波洗浄する方法の何れかを含む方法であることを特徴とするインクジェット装置。 The inkjet apparatus according to claim 1.
A plurality of recording head maintenance methods include at least a method of bringing a cap into contact with the recording head and sucking the liquid inside the recording head, a method of pressurizing and filling the recording head with ink, and ejecting ink from the orifice, and the cap The cleaning liquid is sent into the cap, the cap and the recording head are brought close to each other, the recording head orifice surface is cleaned, and the recording head orifice surface is immersed in an ultrasonic cleaning tank, and the recording head is ultrasonically cleaned. An ink jet apparatus, comprising:
前記複数の記録ヘッドメンテナンス方法の中から選択し、実行させる手段は、インク流量の検出結果とインク吐出状態の検出結果に応じて判定された異常度が軽度であるほど、短時間で実行可能な記録ヘッドメンテナンス方法を選択することを特徴とするインクジェット装置。 The inkjet apparatus according to claim 5.
The means for selecting and executing the plurality of recording head maintenance methods can be executed in a shorter time as the degree of abnormality determined according to the detection result of the ink flow rate and the detection result of the ink discharge state is lighter. An ink jet apparatus, wherein a recording head maintenance method is selected.
記録ヘッドメンテナンスを実行した後でインクの吐出状態を検出し、正常状態に戻らない場合は記録ヘッドメンテナンスを繰り返す手段を有することを特徴とするインクジェット装置。 The inkjet apparatus according to claim 6.
An ink jet apparatus comprising: means for detecting an ink ejection state after executing recording head maintenance and repeating the recording head maintenance if the ink ejection state does not return to a normal state.
同一のメンテナンス方法を複数回繰り返してもインクの吐出状態が正常状態に戻らない場合は、前記メンテナンス方法よりも長い時間を要する記録ヘッドメンテナンス方法に実行する手段を有することを特徴とするインクジェット装置。 The inkjet apparatus according to claim 7.
An ink jet apparatus comprising: means for executing a recording head maintenance method that requires a longer time than the maintenance method when the ink ejection state does not return to a normal state even if the same maintenance method is repeated a plurality of times.
記録ヘッドメンテナンスを実行した後でインクの吐出状態を検出し、正常状態に戻った場合に少なくとも実行した日時,記録ヘッドメンテナンス方法、及び実行回数を記録するメモリを有することを特徴とするインクジェット装置。 In the ink jet device according to any one of claims 6 to 8,
An ink jet apparatus comprising: a memory for recording at least a date and time of execution, a recording head maintenance method, and a number of executions when an ink discharge state is detected after execution of recording head maintenance and the state returns to a normal state.
記録ヘッドメンテナンス方法,実行回数の履歴に基づき、記録ヘッド交換時期に関する情報を表示する表示部を有することを特徴とするインクジェット装置。 The ink jet apparatus according to claim 9.
An ink jet apparatus comprising: a recording head maintenance method; and a display unit that displays information related to a recording head replacement time based on a history of the number of executions.
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