油墨喷射装置及油墨喷射方法

摘要

本发明提供一种具有能够抑制气泡混入于油墨中的缓冲罐的油墨喷射装置。在油墨的循环路径上插入有喷射油墨的液滴的喷墨头及第1泵。在喷墨头与第1泵之间的循环路径上插入有第1缓冲罐。第1缓冲罐具有第1流入口及第1流出口。油墨通过第1流入口流入到第1缓冲罐内，缓冲罐内的油墨通过第1流出口流出。第1开闭阀从比第1流出口的水平位置高的位置向外部排出第1缓冲罐内的空气。

权利要求

1.一种油墨喷射装置，其特征在于，具有：

喷墨头，插入于油墨的循环路径上，并喷射所述油墨的液滴；

第1泵，插入于所述循环路径上，并输送所述油墨；

第1缓冲罐，插入于所述喷墨头与所述第1泵之间的所述循环路径上，并设置有第1流入口及第1流出口，所述油墨通过所述第1流入口流入所述第1缓冲罐，所述油墨通过所述第1流出口从所述第1缓冲罐流出；及第1开闭阀，其构成为从比所述第1流出口的水平位置高的位置向外部排出所述第1缓冲罐内的空气；

所述油墨喷射装置还具有控制装置，该控制装置控制所述第1泵的动作及所述第1开闭阀的开闭，所述控制装置进行如下控制：

在开启所述第1开闭阀的状态下，使所述第1泵工作，从而使所述油墨流入到所述第1缓冲罐，在所述第1缓冲罐内的所述油墨的液面达到比所述第1流出口的水平位置高的位置的状态下，关闭所述第1开闭阀，在关闭所述第1开闭阀的状态下，使所述喷墨头工作。

2.根据权利要求1所述的油墨喷射装置，其特征在于，所述控制装置进行如下控制：

在在开启所述第1开闭阀的状态下使所述第1泵工作之前，在关闭所述第1开闭阀的状态下使所述第1泵工作，在储存于所述第1缓冲罐中的所述油墨的液面达到所述第1流出口的水平位置之后开启所述第1开闭阀。

3.一种油墨喷射装置，其特征在于，具有：

喷墨头，插入于油墨的循环路径上，并喷射所述油墨的液滴；

第1泵，插入于所述循环路径上，并输送所述油墨；

第1缓冲罐，插入于所述喷墨头与所述第1泵之间的所述循环路径上，并设置有第1流入口及第1流出口，所述油墨通过所述第1流入口流入所述第1缓冲罐，所述油墨通过所述第1流出口从所述第1缓冲罐流出；及第1开闭阀，其构成为从比所述第1流出口的水平位置高的位置向外部排出所述第1缓冲罐内的空气；

所述油墨喷射装置还具有：

第2泵，插入于所述循环路径上，并向与所述第1泵的输送方向相同的方向输送所述油墨；

第2缓冲罐，插入于所述喷墨头与所述第2泵之间的所述循环路径上，并设置有第2流入口及第2流出口，所述油墨通过所述第2流入口流入所述第2缓冲罐，所述油墨通过所述第2流出口从所述第2缓冲罐流出；

第2开闭阀，其构成为从比所述第2流出口的水平位置高的位置向外部排出所述第2缓冲罐内的空气。

4.一种油墨喷射方法，其为从油墨喷射装置喷射油墨的油墨喷射方法，所述油墨喷射装置具有：喷墨头，插入于油墨的循环路径上，并喷射所述油墨的液滴；

第1泵，插入于所述循环路径上，并输送所述油墨；

第1缓冲罐，插入于所述喷墨头与所述第1泵之间的所述循环路径上，并设置有第1流入口及第1流出口，所述油墨通过所述第1流入口流入所述第1缓冲罐，所述油墨通过所述第1流出口从所述第1缓冲罐流出；

第1开闭阀，其构成为从比所述第1流出口的水平位置高的位置向外部排出所述第1缓冲罐内的空气；及主罐，向所述循环路径供给所述油墨，并从所述循环路径回收所述油墨，所述油墨喷射方法的特征在于，在所述第1开闭阀开启的状态下，使所述第1泵工作，从而使所述油墨流入到所述第1缓冲罐，在所述第1缓冲罐内的所述油墨的液面达到比所述第1流出口的水平位置高的位置的状态下，关闭所述第1开闭阀，在关闭所述第1开闭阀的状态下，使所述喷墨头工作。

5.根据权利要求4所述的油墨喷射方法，其特征在于，在在开启所述第1开闭阀的状态下使所述油墨流入所述第1缓冲罐之前，在关闭所述第

1开闭阀的状态下使所述第1泵工作以使所述油墨流入到所述第1缓冲罐内，在储存于所述第1缓冲罐中的所述油墨的液面达到所述第1流出口的水平位置之后，开启所述第1开闭阀，从而在开启所述第1开闭阀的状态下使所述油墨流入到所述第1缓冲罐。

说明书

油墨喷射装置及油墨喷射方法

[0001] 本申请主张基于2015年7月10日申请的日本专利申请第2015-138262号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种使用喷墨头的油墨喷射装置及油墨喷射方法。

背景技术

[0003] 下述专利文献1中公开有使油墨(液态的膜材料)循环到喷墨头(喷嘴头)并从喷嘴孔喷射油墨的膜形成装置。在油墨的循环路径上依次插入有储罐、供给泵、喷墨头及回收泵。为了吸收从供给泵及回收泵喷射的油墨的脉动，有时在供给泵与喷墨头之间及喷墨头与回收泵之间的至少一处插入有缓冲罐。

[0004] 缓冲罐设置有流入口及流出口。油墨通过流入口流入到缓冲罐内，并通过流出口向外部流出。若缓冲罐内的油墨的液面达到流入口及流出口的高度，则在液面的上方形成被缓冲罐的内表面和液面包围而从外部隔离的空间。随着油墨的脉动，缓冲罐内的液面上下位移。通过缓冲罐内的液面的位移，传递到喷墨头的油墨流量的脉动得到减小。

[0005] 专利文献1：日本特开2014－91076号公报

[0006] 若伴随缓冲罐内的液面的上下位移而液面变得的比流出口的水平位置低，则缓冲罐内的空气就会从流出口进入到循环路径内。其结果，气泡会混入到油墨内。若气泡混入到油墨内，则难以正常地从喷墨头喷射油墨。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种具有能够抑制气泡混入于油墨中的缓冲罐的油墨喷射装置。本发明的另一目的在于提供一种使用了能够抑制气泡混入于油墨中的缓冲罐的油墨喷射方法。

[0008] 根据本发明的一种观点，提供一种油墨喷射装置，其具有：

[0009] 喷墨头，插入于油墨的循环路径上，并喷射所述油墨的液滴；

[0010] 第1泵，插入于所述循环路径上，并输送所述油墨；

[0011] 第1缓冲罐，插入于所述喷墨头与所述第1泵之间的所述循环路径上，并设置有第1流入口及第1流出口，所述油墨通过所述第1流入口流入所述第1缓冲罐，所述油墨通过所述第1流出口从所述第1缓冲罐流出；及

[0012] 第1开闭阀，其构成为从比所述第1流出口的水平位置高的位置向外部排出所述第1缓冲罐内的空气。

[0013] 根据本发明的另一种观点，提供一种油墨喷射方法，其为从油墨喷射装置喷射油墨的油墨喷射方法，所述油墨喷射装置具有：

[0014] 喷墨头，插入于油墨的循环路径上，并喷射所述油墨的液滴；

[0015] 第1泵，插入于所述循环路径上，并输送所述油墨；

[0016] 第1缓冲罐，插入于所述喷墨头与所述第1泵之间的所述循环路径上，并设置有第1流入口及第1流出口，所述油墨通过所述第1流入口流入所述第1缓冲罐，所述油墨通过所述第1流出口从所述第1缓冲罐流出；

[0017] 第1开闭阀，其构成为从比所述第1流出口的水平位置高的位置向外部排出所述第1缓冲罐内的空气；及

[0018] 主罐，向所述循环路径供给所述油墨，并从所述循环路径回收所述油墨，[0019] 在所述油墨喷射方法中，

[0020] 在开启所述第1开闭阀的状态下，使所述第1泵工作，从而使所述油墨流入到所述第1缓冲罐，

[0021] 在所述第1缓冲罐内的所述油墨的液面达到比所述第1流出口的水平位置高的位置的状态下，关闭所述第1开闭阀，

[0022] 在关闭所述第1开闭阀的状态下，使所述喷墨头工作。

[0023] 由于第1缓冲罐内的油墨的液面达到比第1流出口水平位置高的位置，因此，即使液面上下位移，也能够抑制空气通过流出口流出。

附图说明

[0024] 图1是基于实施例的油墨喷射装置的概略图。

[0025] 图2是从供给油墨到喷射油墨为止的中途阶段中的油墨喷射装置的概略图。

[0026] 图3是从供给油墨到喷射油墨为止的中途阶段中的油墨喷射装置的概略图。

[0027] 图4是从供给油墨到喷射油墨为止的中途阶段中的油墨喷射装置的概略图。

[0028] 图5是从供给油墨到喷射油墨为止的中途阶段中的油墨喷射装置的概略图。

[0029] 图6是从供给油墨到喷射油墨为止的中途阶段中的油墨喷射装置的概略图。

[0030] 图7是从供给油墨到喷射油墨为止的中途阶段中的油墨喷射装置的概略图。

[0031] 图8是从供给油墨到喷射油墨为止的中途阶段中的油墨喷射装置的概略图。

[0032] 图9是基于比较例的油墨喷射装置的概略图。

[0033] 图10是基于实施例的清洗油墨喷射装置时的概略图。

[0034] 图11是基于另一实施例的油墨喷射装置的概略图。

[0035] 图中：20-循环路径，21-主罐，22、23-泵，25-加热器，30-缓冲罐，31-流入口，32-流出口，33-流入管，34-流出管，35-开闭阀，36-物位传感器，37-排放阀，40-喷墨头，41-喷嘴孔，42-载物台，43-基板，50-缓冲罐，51-流入口，52-流出口，53-流入管，54-流出管，55-开闭阀，56-物位传感器，57-排放阀，60-控制装置，65-排气泵，70-油墨，71-清洗液。

具体实施方式

[0036] 图1中示出基于实施例的油墨喷射装置的概略图。油墨喷射装置形成有从主罐21出来并返回到主罐21的油墨的循环路径20。该循环路径20上插入有喷墨头40。在比喷墨头40更靠上游侧的循环路径20上插入有泵22。在喷墨头40与泵22之间的循环路径20上插入有缓冲罐30。在比喷墨头40更靠下游侧的循环路径20上插入有另一个泵23。在喷墨头40与泵
23之间的循环路径20上插入有另一个缓冲罐50。

[0037] 喷墨头40包括多个喷嘴孔41。喷嘴孔41与保持于载物台42上的基板43对置。在喷墨头40中，从喷嘴孔41朝向基板43喷射油墨的液滴。

[0038] 泵22及泵23向同一个方向输送循环路径20内的油墨。作为泵22、23可以使用例如隔膜泵。在各个泵22、23的上游侧和下游侧的循环路径20中流过的油墨的流量根据泵22、23的动作而脉动。

[0039] 在缓冲罐30安装有流入管33、流出管34、开闭阀35及排放阀37。流入管33及流出管34从缓冲罐30的上部插入于缓冲罐30内。流入管33与泵22的喷射口连接。流出管34与喷墨头40连接。从泵22喷射的油墨通过流入管33下端的流入口31而流入到缓冲罐30内。缓冲罐
30内的油墨通过流出管34下端的流出口32而从缓冲罐30流出。

[0040] 开闭阀35构成为从比流出口32的水平位置高的位置向外部排出缓冲罐30内的空气。图1中示出了开闭阀35安装于缓冲罐30的上面的例子，但也可以将开闭阀35安装于缓冲罐30的侧面。流入口31的水平位置和流出口32的水平位置几乎相同。在此，“流入口31的水平位置”是指流入口31所处的水平面的高度，“流出口32的水平位置”是指流出口32所处的水平面的高度。

[0041] 若油墨流入到缓冲罐30中，则油墨的液面上升。若油墨继续流入，则油墨的液面到达流出口32的水平位置。该状态下，在液面的上方形成有被缓冲罐30的内表面和液面所包围的封闭空间。若油墨在开闭阀35开启的状态下流入到缓冲罐30内，则液面上升，并且该封闭空间的空气通过开闭阀35向外部排出。

[0042] 在缓冲罐30内配置有物位传感器36。物位传感器36测量缓冲罐30内的液位。其测量结果输入到控制装置60。作为物位传感器36，可以使用超声波式液位传感器、浮动式液位传感器等。

[0043] 与缓冲罐30相同，另一个缓冲罐50也包括流入管53、流入口51、流出管54、流出口52、开闭阀55、物位传感器56及排放阀57。流入管53与喷墨头40连接。流出管54与泵23的吸入口连接。

[0044] 在主罐21内容纳有加热器25。加热器25对主罐21内的油墨进行加热。为了将在循环路径20中循环的油墨的温度保持为恒定，除了主罐21内的加热器25以外，还可以在循环路径20中配置加热器。

[0045] 控制装置60控制泵22、23的动作及开闭阀35、55的开闭。另外，控制装置60控制油墨的液滴从喷墨头40的喷射。

[0046] 参考图2～图7，对油墨喷射装置的从供给油墨到喷射油墨为止的顺序进行说明。

[0047] 如图2所示，在主罐21内储存有油墨70。控制装置60控制开闭阀35、55使其成为关闭状态。此时，喷墨头40处于停止状态。控制装置60使泵22、23工作。由此，主罐21内的油墨70经由泵22流入到缓冲罐30。若油墨70持续向缓冲罐30流入，则缓冲罐30内的液面会逐渐上升。

[0048] 如图3所示，在缓冲罐30内的液面达到流出口32的水平位置之后，开启开闭阀35。至于液面是否达到流出口32的水平位置，可以根据物位传感器36的测量结果来进行判定。

[0049] 若开闭阀35保持关闭状态，则液面达到流出口32的水平位置之后，油墨70会通过流出口32从缓冲罐30流出并供给到喷墨头40。然而，若开启开闭阀35，则油墨70不会流出，液面超过流出口32的水平位置而继续上升。

[0050] 如图4所示，若缓冲罐30内的液面达到比流出口32的水平位置高的位置，则控制装置60关闭开闭阀35。在此，可以根据物位传感器36的测量结果来检测出液面达到比流出口32的水平位置高的位置的情况。若关闭开闭阀35，则缓冲罐30内的液面停止上升，油墨70通过流出口32开始流出。

[0051] 如图5所示，若关闭开闭阀35，则油墨70经由缓冲罐30供给到喷墨头40。若喷墨头40被油墨70灌满，则从喷墨头40流出的油墨70通过流入口51流入到缓冲罐50。

[0052] 如图6所示，在缓冲罐50内的液面达到流出口52的水平位置之后，控制装置60开启开闭阀55。至于液面是否达到流出口52的水平位置，可以根据物位传感器56的测量结果来进行判定。若开启开闭阀55，则缓冲罐50内的液面超过流出口52的水平位置而继续上升。

[0053] 如图7所示，若缓冲罐50内的液面达到比流出口52的水平位置高的位置，则控制装置60关闭开闭阀55。在关闭开闭阀55之后，缓冲罐50内的油墨70通过流出口52流出。从缓冲罐50流出的油墨70经由泵23回收到主罐21。

[0054] 如图8所示，在关闭开闭阀35、55的状态下，油墨70在循环路径20中进行循环。在该状态下，控制装置60使喷墨头40工作。由此，从喷墨头40的喷嘴孔41朝向基板43喷射油墨的液滴。

[0055] 随着从泵22喷射出的油墨流量的脉动，缓冲罐30内的液面会上下位移。同样地，随着被泵23吸入的油墨流量的脉动，缓冲罐50内的液面也会上下位移。通过缓冲罐30及50内的液面的上下位移，在泵22、23中产生的油墨流量的脉动被吸收。因此，流入到喷墨头40的油墨流量以及从喷墨头40流出的油墨流量的脉动减小。其结果，能够稳定地从喷墨头40喷射油墨。

[0056] 接着，通过与图9所示的比较例进行比较，对上述实施例的优异的效果进行说明。

[0057] 图9中示出基于比较例的油墨喷射装置的概略图。在比较例中，缓冲罐30、50中并未安装有开闭阀35、55(图1)及物位传感器36、56(图1)。

[0058] 在比较例中，在缓冲罐30内的液面达到流出口32的水平位置之后，若油墨流入到缓冲罐30，则相当于流入量的油墨通过流出口32流出。同样地，在缓冲罐50内的液面达到流出口52的水平位置之后，若油墨流入到缓冲罐50，则相当于流入量的油墨通过流出口52流出。

[0059] 因此，缓冲罐30内的液位维持在与流出口32的水平位置几乎相同的水平位置，并在该水平位置的附近上下位移。若液面变得比流出口32的水平位置低，则会导致缓冲罐30内的空气通过流出口32供给到喷墨头40。其结果，喷墨头40的油墨喷射变得不稳定。

[0060] 同样地，缓冲罐50内的液位维持在与流出口52的水平位置几乎相同的水平位置，并在该水平位置的附近上下位移。通过液位的位移，缓冲罐50内的空气通过流出口52而与油墨一同流出。由此，气泡会混入在循环路径20内循环的油墨中。若混入于油墨中的气泡通过循环路径20到达喷墨头40，则喷墨头40的油墨喷射就会变得不稳定。

[0061] 在上述实施例中，如图8所示，缓冲罐30内的液面维持在比流出口32的水平位置高的位置。由于液面在比流出口32的水平位置高的位置的附近上下位移，因此流出口32始终位于比液面更靠下方的位置。因此，能够防止缓冲罐30内的空气通过流出口32进入到循环路径20。同样地，能够防止缓冲罐50内的空气通过流出口52进入到循环路径20内。

[0062] 为了提高防止空气进入循环路径20的效果，优选将从流出口32的水平位置到液面下降至最低时的液位为止的高度设为比液面的位移振幅足够大。例如，优选将从流出口32的水平位置到液面下降至最低时的液位为止的高度设为液面的位移振幅的2倍以上。

[0063] 在喷墨头40工作的情况下，若流入口31在液面的上方露出，则在油墨从流入口31朝向液面掉落时油墨内容易产生气泡。为了防止气泡的产生，优选将流入口31的水平位置设为与流出口32的水平位置相同或比其低。同样地，在缓冲罐50中，也优选将流入口51的水平位置设为与流出口52的水平位置相同或比其低。

[0064] 在上述实施例中，如图2所示，开始供给油墨时关闭了开闭阀35。之后，如图3所示，在缓冲罐30内的液面达到流出口32的水平位置之后开启了开闭阀35。作为其它方法，也可以从开始供给油墨时起开启开闭阀35。该情况下，如图4所示，在缓冲罐30内的液位超过了流出口32的水平位置时关闭开闭阀35即可。同样地，也可以从开始供给油墨时起开启开闭阀55。

[0065] 接着，参考图10对循环路径20、泵22、23、缓冲罐30、50及喷墨头40的清洗方法进行说明。

[0066] 图10中示出清洗时的油墨喷射装置的概略图。在清洗之前废弃主罐21内的油墨。而且，通过使泵22、23工作，将循环路径20内的油墨回收到主罐21并进行废弃。残留于缓冲罐30、50内的油墨则通过开启排放阀37、57而进行废弃。

[0067] 在废弃主罐21及循环路径20内的油墨之后，将清洗液71填充于主罐21内。在主罐21内填充了清洗液71之后，使泵22、23工作。由此，清洗液71在循环路径20中进行循环。缓冲罐30内的清洗液71的液位维持在比图8所示的油墨喷射时的油墨70的液位高的位置。这种状态可以通过延迟图4所示的关闭开闭阀35的时刻而实现。同样地，缓冲罐50内的清洗液71的液位也维持在比图8所示的油墨喷射时的油墨70的液位高的位置。

[0068] 若将缓冲罐30、50内的清洗液71的液位设为较高，则缓冲罐30、50的抑制传递流量脉动的功能就会降低。因此，在泵22、23中产生的清洗液流量的脉动会传递到喷墨头40。通过清洗液流量的脉动可以提高喷墨头40的清洗效果。

[0069] 而且，缓冲罐30、50内的清洗液71的液位比油墨喷射时的油墨70(图8)的液位高。因此，能够有效地去除附着于油墨70的液位附近的壁面上的油墨残渣。

[0070] 在上述实施例中，使用物位传感器36(图1)测量缓冲罐30内的液位。并且，根据该测量结果来确定图3所示的开启开闭阀35的时刻及图4所示的关闭开闭阀35的时刻。然而，也可以根据泵22、23开始工作后所经过的时间来推断液面高度，以代替用物位传感器36来测量液位。

[0071] 例如，也可以在从油墨70开始流入到缓冲罐30的时刻起经过了预先设定的第1时间的时刻进行图3所示的开启开闭阀35的控制。而且，可以在从开启开闭阀35的时刻起经过了预先设定的第2时间的时刻进行图4所示的关闭开闭阀35的控制。在根据经过时间来确定开闭阀35的开闭控制时刻的情况下，可以省略物位传感器36。

[0072] 缓冲罐50的液位也可以根据泵22、23开始工作后所经过的时间来推断。因此，也可以根据泵22、23开始工作后所经过的时间来进行对开闭阀55的开闭控制。

[0073] 接着，参考图11对基于另一实施例的油墨喷射装置进行说明。以下，对与图1所示的实施例不同的点进行说明，并对相同的结构省略说明。

[0074] 图11中示出基于另一实施例的油墨喷射装置的概略图。在本实施例中，开闭阀35、55与排气泵65连接。若开启开闭阀35，则缓冲罐30内的气体通过排气泵65而被排气。同样地，若开启开闭阀55，则缓冲罐50内的气体通过排气泵65而被排气。

[0075] 通过对缓冲罐30的内部进行强制排气，在图3所示的开启开闭阀35的状态下，能够使缓冲罐30内的液面达到更高的水平位置。同样地，在图6所示的开启开闭阀55的状态下，能够使缓冲罐50内的液面达到更高的水平位置。

[0076] 以上，根据实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，可进行各种变更、改良、组合等，这对本领域技术人员来讲是显而易见的。