説明

圧力調整弁の初期充填方法、エアー抜き方法、エアー抜きシステムおよびこれを備えた液滴吐出装置

【課題】簡単な構成で圧力調整弁内のエアーを排出することができる圧力調整弁の初期充填方法等を提供する。
【解決手段】バルブハウジング64内の1次室67と2次室68とを連通する連通流路に設けた弁体70を、2次室68の1の面を構成するダイヤフラムにより大気圧基準で開閉し、機能液供給手段から導入した機能液を、圧力調整して2次室68から流出ポート81を介して機能液滴吐出ヘッド25に供給する圧力調整弁27の初期充填方法であって、機能液滴吐出ヘッド25に密接して1次室67および2次室68に機能液を吸引・充填する吸引充填手段を用い、圧力調整弁27を、流出ポート81が2次室68の下部に位置する使用姿勢に維持して吸引を行う第1吸引工程S1と、第1吸引工程S1の後に流出ポート81が2次室68の上部に位置するエアー抜き姿勢に姿勢変更して吸引を行う第2吸引工程S2と、を備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、機能液滴吐出ヘッドに供給する機能液の圧力を大気圧基準で調整する圧力調整弁の初期充填方法、エアー抜き方法、エアー抜きシステムおよびこれを備えた液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、液滴吐出装置において、機能液タンクに接続した1次室と機能液滴吐出ヘッドに接続した2次室とを連通する連通流路に設けた弁体を大気圧基準で開閉し、機能液滴吐出ヘッドに対して機能液を重力供給すると共に、1次室および2次室のエアーを排出する1次室エアー抜き口および2次室エアー抜き口を有する圧力調整弁と、流路切替バルブ、真空ポンプおよび回収タンクを有し、これらを各々連通するエアーチューブを介して圧力調整弁の各エアー抜き口に接続したエアー吸引手段と、機能液滴吐出ヘッドのノズル面に密着した吸引キャップを介して、機能液滴吐出ヘッドから機能液を吸引する吸引ユニットと、を備えた機能液供給機構(エアー抜きシステム)が知られている(特許文献1参照)。
この機能液供給機構を有する液滴吐出装置では、吸引ユニットを駆動して圧力調整弁(機能液滴吐出ヘッド)に機能液を充填(初期充填)した後、ワークに対し機能液滴吐出ヘッドから機能液を吐出して所定の描画処理を行う。そして、機能液供給機構は、初期充填後や所定回数の吐出後、機能液の吐出休止を確認した上で、吸引ユニットとは別に設けられたエアー吸引手段(真空ポンプ)を駆動して1次室および2次室に溜まったエアーを、エアーチューブを介して強制的に排気するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−082069号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、このような機能液供給機構による圧力調整弁のエアー抜き方法では、排気すべきエアーが微量であるにもかかわらず、各圧力調整弁内のエアーを強制的に排気・回収するエアー吸引手段(真空ポンプ、回収タンクおよびエアーチューブ(流路系)等)を、機能液の吸引ユニットとは別途設ける必要があり、複雑で且つ大掛かりな機構を要するという問題があった。
【0005】
本発明は、簡単な構成で圧力調整弁内のエアーを排出することができる圧力調整弁の初期充填方法、エアー抜き方法、エアー抜きシステムおよびこれを備えた液滴吐出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の圧力調整弁の初期充填方法は、バルブハウジング内の1次室と2次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、2次室の1の面を構成するダイヤフラムにより大気圧基準で開閉し、機能液供給手段から流入ポートを介して1次室に導入した機能液を、圧力調整して2次室から流出ポートを介して機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁に対し、1次室および2次室に機能液を充填する圧力調整弁の初期充填方法であって、機能液滴吐出ヘッドに密接し、機能液滴吐出ヘッドを介して機能液供給手段の機能液を吸引して、1次室および2次室に機能液を充填可能な吸引充填手段を用い、圧力調整弁を、流出ポートが2次室の下部に位置する使用姿勢に維持して吸引を実施する第1吸引工程と、第1吸引工程の後、圧力調整弁を、流出ポートが2次室の上部に位置するエアー抜き姿勢に姿勢変更して吸引を実施する第2吸引工程と、を備えたことを特徴とする。
【0007】
また、本発明の圧力調整弁のエアー抜きシステムは、バルブハウジング内の1次室と2次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、2次室の1の面を構成するダイヤフラムにより大気圧基準で開閉し、機能液供給手段から流入ポートを介して1次室に導入した機能液を、圧力調整して2次室から流出ポートを介して機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁のエアー抜きシステムであって、圧力調整弁を、流出ポートが2次室の下部に位置する使用姿勢と流出ポートが2次室の上部に位置するエアー抜き姿勢との間で、回動自在に支持する支持フレームと、圧力調整弁を、使用姿勢とエアー抜き姿勢との間で回動させる弁回動手段と、機能液滴吐出ヘッドに密接し、機能液滴吐出ヘッドを介して機能液供給手段の機能液を吸引して、1次室および2次室に機能液を充填可能な吸引充填手段と、弁回動手段および吸引充填手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、1次室および2次室に機能液を充填する圧力調整弁の初期充填時に、圧力調整弁を、使用姿勢に維持して吸引を実施した後、圧力調整弁を、エアー抜き姿勢に姿勢変更して吸引を実施することを特徴とする。
【0008】
これらの構成によれば、流出ポートが2次室の上部に位置するようにすることで、エアー溜り(気泡)を流出ポート近傍へと移動させることができる。この状態で、吸引充填手段により機能液滴吐出ヘッドから機能液の吸引を行えば、2次室の気泡を機能液の流れに乗せて吸引・排出することができる。したがって、エアー(気泡)吸引用の機構(手段)を別途設けることなく、単純な構成で、圧力調整弁の内部の気泡を排出しつつ機能液を充填することができる。
【0009】
本発明の圧力調整弁のエアー抜き方法は、バルブハウジング内の1次室と2次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、2次室の1の面を構成するダイヤフラムにより大気圧基準で開閉し、機能液供給手段から流入ポートを介して1次室に導入した機能液を、圧力調整して2次室から流出ポートを介して機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁に対し、2次室に溜まったエアーを除去する圧力調整弁のエアー抜き方法であって、機能液滴吐出ヘッドに密接し、機能液滴吐出ヘッドを介して機能液供給手段の機能液を吸引して、1次室および2次室に機能液を充填可能な吸引充填手段を用い、流出ポートが2次室の下部に位置する使用姿勢に維持された圧力調整弁を、流出ポートが2次室の上部に位置するエアー抜き姿勢に姿勢変更して吸引を実施することを特徴とする。
【0010】
また、本発明の圧力調整弁のエアー抜きシステムは、バルブハウジング内の1次室と2次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、2次室の1の面を構成するダイヤフラムにより大気圧基準で開閉し、機能液供給手段から流入ポートを介して1次室に導入した機能液を、圧力調整して2次室から流出ポートを介して機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁のエアー抜きシステムであって、圧力調整弁を、流出ポートが2次室の下部に位置する使用姿勢と流出ポートが2次室の上部に位置するエアー抜き姿勢との間で、回動自在に支持する支持フレームと、圧力調整弁を、使用姿勢とエアー抜き姿勢との間で回動させる弁回動手段と、機能液滴吐出ヘッドに密接し、機能液滴吐出ヘッドを介して機能液供給手段の機能液を吸引して、1次室および2次室に機能液を充填可能な吸引充填手段と、弁回動手段および吸引充填手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、2次室に溜まったエアーを除去するときに、使用姿勢の圧力調整弁を、エアー抜き姿勢に姿勢変更して吸引を実施することを特徴とする。
【0011】
これらの構成によれば、機能液滴吐出ヘッドに対して機能液の供給を行っている過程で、2次室にエアー溜り(気泡)が生じた場合であっても、上記した機能液の初期充填の際と同様に、単純な構成で、圧力調整弁の内部の気泡を排出しつつ機能液を補充することができる。
【0012】
この場合、圧力調整弁を保持すると共に、圧力調整弁を使用姿勢とエアー抜き姿勢との間で回動させるための支軸を有する弁ホルダーを、更に備え、圧力調整弁は、弁ホルダーを介して支持フレームに回動自在に支持されていることが好ましい。
【0013】
この構成によれば、圧力調整弁を安定保持された状態で、支軸を中心に回動させることができるため、的確に気泡を流出ポート側へと移動させることができる。
【0014】
また、この場合、使用姿勢とエアー抜き姿勢との間での回動角度が、略90°であることが好ましい。
【0015】
この構成によれば、回動範囲を規制することで、流入ポートおよび流出ポートへの接続配管(チューブ)の引き回しの自由度を確保することができる。すなわち、接続配管に無用な外力を作用させることなく、圧力調整弁の姿勢変更を行うことができる。なお、使用姿勢およびエアー抜き姿勢が、共に鉛直方向に対し略45°であることが好ましい。
【0016】
さらに、この場合、弁回動手段が、ロータリーアクチュエーターで構成されていることが好ましい。
【0017】
この構成によれば、単純な構造で且つ防爆仕様により圧力調整弁を回動させることができる。
【0018】
本発明の液滴吐出装置は、ワークに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを移動させながら、機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行なう描画手段と、上記した圧力調整弁のエアー抜きシステムと、を備えたことを特徴とする。
【0019】
この構成によれば、2次室内のエアーを排除した状態で、機能液滴吐出ヘッドに気泡の混入していない機能液を供給することができるため、液滴吐出装置の吐出不良を適切に防止することができる。これにより、液滴吐出装置で製造する製品の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本実施形態に係る液滴吐出装置の斜視図である。
【図2】液滴吐出装置に搭載されたキャリッジユニット(ヘッドユニット)を模式的に表した平面図である。
【図3】機能液滴吐出ヘッドの表裏外観斜視図である。
【図4】機能液供給ユニットを模式的に示した系統図である。
【図5】キャップユニットの平面図(a)および吸引ユニットの側面図(b)である。
【図6】吸引ユニットの配管系統図である。
【図7】キャリッジユニットに搭載された圧力調整弁の外観側面図である。
【図8】圧力調整弁の流入口側の縦断面図(a)および流出口側の縦断面図(b)である。
【図9】圧力調整弁およびそれを支持する弁回動機構の断面図および側面図である。
【図10】圧力調整弁を片持ち支持する弁回動機構の側面図(a)、別形態の弁回動機構の側面図(b)および圧力調整弁に対する機能液の初期充填方法のフローチャート(c)である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る圧力調整弁のエアー抜きシステムを備えた液滴吐出装置について説明する。この液滴吐出装置は、フラットパネルディスプレイの製造ラインに組み込まれており、例えば、特殊なインクや発光性の樹脂液である機能液を導入した機能液滴吐出ヘッドを用い、有機EL装置の各画素となる発光層やカラーフィルタのフィルタエレメント等を形成するものである。
【0022】
図1に示すように、液滴吐出装置1は、石定盤に支持されたX軸支持ベース12a上に配設され、主走査方向となるX軸方向に延在してワークをX軸方向に移動させるX軸テーブル12と、複数本の支柱11を介してX軸テーブル12を跨ぐように架け渡された1対のY軸支持ベース13a上に配設され、副走査方向となるY軸方向に延在するY軸テーブル13と、Y軸テーブル13に移動自在に吊設され、複数(12個)の機能液滴吐出ヘッド25が搭載された13個のキャリッジユニット14と、から構成されている。さらに、液滴吐出装置1は、これらの装置を、温度および湿度が管理された雰囲気内に収容するチャンバー15と、チャンバー15を貫通して機能液滴吐出ヘッド25に機能液を供給する機能液供給ユニット16(機能液供給手段)と、を備えており、チャンバー15の側壁の一部には、機能液供給ユニット16の主要部を為すメインタンク40等を収納するタンクキャビネット50が設けられている。この液滴吐出装置1は、制御装置17により装置全体が統括制御され、X軸テーブル12およびY軸テーブル13の駆動と同期して機能液滴吐出ヘッド25を吐出駆動させることにより、機能液供給ユニット16から供給された6色の機能液滴を吐出させ、ワークに所定の描画パターンが描画される。
【0023】
また、液滴吐出装置1は、フラッシングユニット21、吸引ユニット22、ワイピングユニット23、吐出性能検査ユニット24から成るメンテナンス装置18を備えており、これらユニットを機能液滴吐出ヘッド25の保守に供して、機能液滴吐出ヘッド25の機能維持・機能回復を図るようになっている。本実施形態の液滴吐出装置1では、X軸テーブル12とY軸テーブル13とが交わる部分にキャリッジユニット14を臨ませてワークの描画を行い、Y軸テーブル13とメンテナンス装置18(吸引ユニット22、ワイピングユニット23)が交わる部分にキャリッジユニット14を臨ませて、機能液滴吐出ヘッド25の機能維持・機能回復を行う。
【0024】
図1および図2に示すように、各キャリッジユニット14は、R・G・B・C・M・Yの6色、各2個(計12個)の機能液滴吐出ヘッド25と、12個の機能液滴吐出ヘッド25を6個ずつ2群に分けて支持するヘッドプレート26と、各機能液滴吐出ヘッド25に機能液を大気圧基準で供給する12個の圧力調整弁27と、を有するヘッドユニット19を備えている。各圧力調整弁27は、ヘッドプレート26上において機能液滴吐出ヘッド25の分割方向と直交する方向に6個ずつ2群に分割して配設されている。なお、各圧力調整弁27は、後述する支持フレーム92に弁ホルダー91を介して回動自在に支持された状態で配設されている。各キャリッジユニット14は、一対のY軸支持ベース13aに掛け渡されたブリッジプレート13bに吊設されている(図1参照)。各キャリッジユニット14は、ブリッジプレート13b上に配設されたサブタンク41から自然水頭を利用し、かつ圧力調整弁27を介して各機能液滴吐出ヘッド25に機能液が供給されるようになっている(図4参照)。なお、キャリッジユニット14の個数および各キャリッジユニット14に搭載される機能液滴吐出ヘッド25の個数は任意である。
【0025】
図3に示すように、機能液滴吐出ヘッド25は、いわゆる2連のインクジェットヘッドであり、2連の接続針34を有する機能液導入部31と、機能液導入部31の側方に連なる2連のヘッド基板32と、ヘッド基板32の下方に連なる2連のポンプ部33と、ポンプ部33に連なるノズルプレート35と、を備えている。機能液導入部31には、後述する2本の2次側チューブ43bが接続され(図4参照)、ノズルプレート35のノズル面NFには、2列のノズル列NLが相互に平行に列設されており、各ノズル列NLは、等ピッチで並べた180個の吐出ノズル36で構成されている。ヘッド基板32は、フレキシブルフラットケーブル(図示省略)を介して上記の制御装置17が接続されており、制御装置17から出力された駆動波形が各ポンプ部33(の圧電素子)に印加されることで、各吐出ノズル36から機能液が吐出される。
【0026】
図1および図4に示すように、機能液供給ユニット16は、チャンバー15に併設のタンクキャビネット50に収容された6個(6色)のメインタンク40と、各ブリッジプレート13b上に配設された複数(13個)のサブタンク41と、メインタンク40と複数のサブタンク41とを接続するタンク側チューブ42と、各サブタンク41と各機能液滴吐出ヘッド25を接続する複数のヘッド側チューブ43と、を備えている。各ヘッド側チューブ43には、機能液滴吐出ヘッド25と共にキャリッジユニット14に搭載された圧力調整弁27が介設されており、ヘッド側チューブ43は、サブタンク41と圧力調整弁27とを接続する1次側チューブ43aと、圧力調整弁27と機能液滴吐出ヘッド25とを接続する2次側チューブ43bと、を有している。
【0027】
メインタンク40から送液された機能液は、タンク側チューブ42を通って各サブタンク41に貯留される。各サブタンク41の機能液は、各機能液滴吐出ヘッド25の駆動に応じ、ヘッド側チューブ43および圧力調整弁27を介して、機能液滴吐出ヘッド25に自然水頭で供給される。一方、キャリッジユニット14(ヘッドユニット19)を交換する場合には、1次側チューブ43aに介設された開閉バルブ43cを閉弁した後、1次側チューブ43aを圧力調整弁27から接続を解除(離脱)し、この状態で交換が行われる。
【0028】
図1に示すように、フラッシングユニット21は、一対の描画前フラッシングユニット21aと、定期フラッシングユニット21bと、を有し、描画処理直前や、ワークの載換え時等の描画処理休止時に行われる、機能液滴吐出ヘッド25の捨て吐出を受ける。吸引ユニット22は、13台のキャップユニット44を有し、各機能液滴吐出ヘッド25の吐出ノズル36から機能液を強制的に吸引すると共に、キャッピングを行う。ワイピングユニット23は、吸引後の機能液滴吐出ヘッド25のノズル面NFを拭取る。吐出性能検査ユニット24は、機能液滴吐出ヘッド25の吐出の有無および飛行曲りを検査する。
【0029】
次に、図5および図6を参照して、吸引ユニット22について説明する。吸引ユニット22は、12個の機能液滴吐出ヘッド25に対応する12個のヘッドキャップ44aをキャッププレート44bに配置した13台のキャップユニット44と、支持部材45aを介して各キャップユニット44を昇降させる13台の昇降機構45と、各キャップユニット44に連なると共に機能液の流路を有する13個の吸引流路系46と、各吸引流路系46に連なると共に2つの圧力水準の異なる(高圧・低圧)2つのエジェクター58に対応した2つの廃液タンク55を有する吸引機構47と、を備えている。また、吸引ユニット22は、吸引機構47等に制御用の圧縮エアーを供給する圧縮エアー供給設備48と、各部から排気を行うための排気設備49と、を備えている。
【0030】
各キャップユニット44は、各色2個、計12個の機能液滴吐出ヘッド25に対応したヘッドキャップ44aと、これらを一括して搭載したキャッププレート44bと、から成り、12個のヘッドキャップ44aは、12個の機能液滴吐出ヘッド25と同じ並びで且つ同じ傾き姿勢で、キャッププレート44bに搭載されている(図5(a)参照)。各昇降機構45は、支持部材45aを介してヘッドキャップ44aを直接昇降させる昇降シリンダ45bと、昇降シリンダ45bによる昇降をガイドする一対のリニアガイド45cと、これらを支持するベース部45dと、を有している(図5(b)参照)。昇降機構45は、吸引用の密接位置と、フラッシング用の離間位置と、ヘッドユニット19の交換やキャップユニット44の消耗品交換(メンテナンス)用の交換位置との間でキャップユニット44を3段階に昇降させる。
【0031】
図6に示すように、各吸引流路系46は、各キャップユニット44に連なるキャップ側流路51と、キャップ側流路51に連なるタンク側流路53と、から構成されている。キャップ側流路51は、12個のヘッドキャップ44aに接続され、機能液の色別に合流して計6本になり、その各下流端で一次マニホールド52に接続されている。タンク側流路53は、上流端を一次マニホールド52に接続し、2つの圧力水準に対応した各二次マニホールド54を介して、各廃液タンク55に接続されている。
【0032】
吸引機構47の廃液タンク55は、高圧(第1水準)で使用する第1廃液タンク55aと、低圧(第2水準)で使用する第2廃液タンク55bとで構成されている。さらに、第2廃液タンク55bには、上記したフラッシングユニット21が、フラッシング流路56を介して接続されている。また、エジェクター58は、圧縮エアー供給設備48から一次側に圧縮エアーを導入すると共に、二次側に連通流路57を介して接続した廃液タンク55から、排気設備49にエアーを排気することで連通流路57内を減圧する。
【0033】
本実施形態における液滴吐出装置1の稼動停止時には、Y軸テーブル13により13個のキャリッジユニット14が13台の吸引ユニット22の位置まで移動し、キャップユニット44を密接位置に上昇させ、全機能液滴吐出ヘッド25に対し、いわゆるキャッピングが行われる。一方、稼動開始時には、全機能液滴吐出ヘッド25に対し、キャッピングされた状態でエジェクター58を駆動して吸引処理が行なわれ(初期充填)、続いてキャリッジユニット14単位でワイピング処理が行なわれる。そして、13台のキャリッジユニット14は順次、X軸テーブル12にセットされたワーク上に移動する。
【0034】
次に、図7および図8を参照して、圧力調整弁27について説明する。圧力調整弁27は、主要部を成す調整弁本体60と、調整弁本体60の流入側に差込み接合した流入コネクター61と、調整弁本体60の流出側に差込み接合した流出コネクター62と、を備えている。この圧力調整弁27は、そのコバ部分において弁ホルダー91を介して支持フレーム92に軸支され、回動自在に構成されている。また、流入コネクター61には、サブタンク41に連なる1次側チューブ43aが接続され、他方、流出コネクター62には、機能液滴吐出ヘッド25に連なる2次側チューブ43bが接続されている。
【0035】
調整弁本体60は、略円板状で、かつ前面および後面の中央部が凹型形成されたバルブハウジング64と、バルブハウジング64と共に1次室67を画成する蓋体65と、バルブハウジング64に受圧膜体84(ダイヤフラム)を固定することでバルブハウジング64と共に2次室68を画成するドーナツ状の膜体押え部材66と、で構成されており、バルブハウジング64の中心部には、1次室67および2次室68を連通する調整弁連通流路69が形成されている。
【0036】
1次室67は、受圧膜体84と同心となる略円柱形状に形成され、1次室67の上部には、1次室67から径方向斜めに延びる流入ポート71が形成されている。また、1次室67の中心部には、調整弁連通流路69が開口している。そして、調整弁連通流路69の1次室67側には、調整弁連通流路69の開口周縁部を弁座として、調整弁連通流路69を開閉する弁体70が臨んでいる。また、弁体70は、これと蓋体65との間に介設した弁体付勢ばね72によって、閉弁方向(2次室68側)に弱い力で付勢されている。流入ポート71には、流入コネクター61が差し込み接合されており、流入コネクター61と1次室67とを連通する流入流路部76が形成されている(図8(a)参照)。
【0037】
2次室68は、受圧膜体84が膜体押え部材66によりバルブハウジング64に取り付けられ、バルブハウジング64に凹型形成した内面壁68aと受圧膜体84とによって、全体として受圧膜体84を底面とする円錐台形状に形成されている。すなわち、内面壁68aは、テーパー部位68bを有する有底すり鉢状に形成されている。
【0038】
2次室68の下部には、2次室68から真下に延びる流出ポート81(の流出流路部86)が、テーパー部位68bに開口している(図8(b)参照)。また、2次室68の中心部には、上記した調整弁連通流路69が開口しており、調整弁連通流路69の2次室68側の周縁部と受圧膜体84との間には、受圧膜体84を前方向に向かって付勢する膜体付勢ばね82が介設されている。
【0039】
受圧膜体84(ダイヤフラム)は、樹脂フィルムで構成した膜体本体84aと、膜体本体84aの中央部に接着した樹脂製の受圧板84bとで構成されている。受圧板84bは、膜体本体84aと同心の円板状に、且つ膜体本体84aに対し十分に小径に形成されており、その中央に上記の弁体70が離接するようになっている。
【0040】
図8(b)に示すように、流出ポート81には、流出コネクター62が差し込み接合されており、流出コネクター62と2次室68とを連通する流出流路部86が形成されている。流出流路部86は、2次室68内下部のテーパー部位68bに開口して、後方斜め下方に向かって形成されており、前後方向、略中央で流出コネクター62に連通している。
【0041】
この圧力調整弁27では、機能液の吐出等により2次室68の圧力が低くなると、受圧膜体84が後方(内側)に変形し、受圧板84bが弁体70を前方に押して開弁し、1次室67から2次室68に機能液が流入する。機能液の流入が進み2次室68の圧力が高まると、受圧膜体84が前方(外側)に変形し、弁体70が閉弁する。すなわち、圧力調整弁27は、大気圧と2次室68の内部圧力とのバランスにより受圧膜体84が変形することで調整弁連通流路69を開閉する。
【0042】
図9に示すように、弁回動機構63は、圧力調整弁27を流出ポート81が2次室68の下部に位置する使用姿勢と流出ポート81が2次室68の上部に位置するエアー抜き姿勢との間で回動させるための支軸部95を有する弁ホルダー91と、圧力調整弁27を、弁ホルダー91を介して回動自在に支持する支持フレーム92と、圧力調整弁27を回動させる駆動源となるロータリーアクチュエーター93(弁回動手段)と、から構成されている。なお、請求項にいう「エアー抜きシステム」とは、吸引ユニット22および弁回動機構63を指す。
【0043】
弁ホルダー91は、圧力調整弁27のコバ部分に固定される一対のホルダー部94と、ホルダー部94を介して圧力調整弁27を回動自在に支持する一対の支軸部95と、から構成されている。一対のホルダー部94は、使用姿勢の圧力調整弁27において、流入ポート71が斜め上側に且つ流出コネクター62(流出ポート81)が下側に位置するように、180°点対称位置に配設されている。また、各支軸部95は、同軸上において、各ホルダー部94から外側に延在しており、支持フレーム92のボール軸受98(後述)に回動自在に支持されている。
【0044】
支持フレーム92は、ベースフレーム96と、圧力調整弁27を挟み込むようにベースフレーム96に立設した一対の立設フレーム97とから成り、各立設フレーム97には、圧力調整弁27の支軸部95を軸支するボール軸受98が組み込まれている。なお、本実施形態では、圧力調整弁27を両持ちで回動自在に支持しているが、片持ちで支持するようにしてもよい(図10(a)参照)。
【0045】
ロータリーアクチュエーター93は、支持フレーム92の一方の立設フレーム97の外側に配設されており、その出力軸が、対応する弁ホルダー91の一方の支軸部95に直結されている。このロータリーアクチュエーター93は、圧縮エアー供給設備48から圧縮エアーを供給することで、圧力調整弁27を直接正逆回動させるようになっている。なお、ロータリーアクチュエーター93を駆動させるための圧空源を別途設けてもよいし、ロータリーアクチュエーター93をギヤードモーター等で構成してもよい。また、回動のための動力を設けずに、レバー操作等の手動で回動させるように構成してもよい。
【0046】
なお、本実施形態では、圧力調整弁27毎にロータリーアクチュエーター93を設けたが、ヘッドプレート26上に6個ずつ2群に分けて配設された12個の圧力調整弁27のうち、1群(6個)の圧力調整弁27を、一体として回動させるようにしてもよい(図10(b)参照)。
【0047】
また、図9(a),(b)に示すように、本実施形態では、使用姿勢およびエアー抜き姿勢は、共に鉛直方向に対し正逆略45°に支持された状態であり、両姿勢の回動角度は略90°に規制されている。このように、回動範囲を規制することで、流入コネクター61(流入ポート71)と1次側チューブ43aとの接続部分および流出コネクター62(流出ポート81)と2次側チューブ43bとの接続部分や引廻し部分に無用な外力を作用させることなく、圧力調整弁27の姿勢変更を行うことができる。
【0048】
次に、図9および図10(c)を参照して、本実施形態の制御装置17による圧力調整弁27への機能液の初期充填方法およびエアー抜き方法について説明する。圧力調整弁27への機能液の初期充填方法は、圧力調整弁27を使用姿勢に維持して吸引を実施する第1吸引工程S1と、第1吸引工程S1の後、圧力調整弁27をエアー抜き姿勢に姿勢変更して吸引を実施する第2吸引工程S2と、を有している。なお、この初期充填方法では、機能液滴吐出ヘッド25にも同時に機能液を初期充填する。
【0049】
先ず、圧力調整弁27を流出ポート81が2次室68の下部に位置する使用姿勢に維持した状態(図9(a),(c)参照)で、昇降機構45を駆動して、キャップユニット44を吸引用の密接位置に上昇させ、各ヘッドキャップ44aを機能液滴吐出ヘッド25のノズル面NFに密着させる。そして、吸引機構47を駆動して、機能液供給ユニット16から圧力調整弁27を介して、サブタンク41から機能液を強制的に吸引する(第1吸引工程S1)。これにより、圧力調整弁27および機能液滴吐出ヘッド25内に機能液が充填される(初期充填)。この初期充填では、機能液の流速や流れ方の偏りに起因して、圧力調整弁27の2次室68内にエアー(気泡)が溜まる場合がある。
【0050】
そこで、弁回動機構63により圧力調整弁27を回動させ、これを流出ポート81が2次室68の上部に位置するエアー抜き姿勢に姿勢変更する(図9(b),(d)参照)。この姿勢変更により、気泡が2次室68のテーパー部位68bに開口した流出流路部86の近傍へと移動する。この状態で機能液の吸引を続行することで、2次室68内に溜まった気泡を、機能液と共に排出する(第2吸引工程S2)。これにより、機能液を吸引するための吸引ユニット22を用いて気泡を排出することができ、気泡排出のための手段を別途設ける必要がない。
【0051】
気泡の排出が終了し、圧力調整弁27(2次室68)への初期充填が完了すると、再び弁回動機構63により圧力調整弁27が使用姿勢に戻される。すなわち、この使用姿勢を維持した状態で、ワークに対して描画処理が実施される。描画処理の実施中においても、機能液へのマイクロバブルの混入に起因して、2次室68に気泡が溜まる場合がある。この気泡が機能液滴吐出ヘッド25に流れ込むと不吐出の原因になるため、気泡が視認された場合も、初期充填時と同様に、弁回動機構63により圧力調整弁27をエアー抜き姿勢に回動させ、吸引ユニット22による吸引処理を行うことで、気泡を効率よく排出することができる。なお、この場合の吸引処理(圧力調整弁27の姿勢変更)は、装置の稼動開始時等に行う通常の吸引処理の際に行うようにしてもよい。また、通常の吸引処理のプロセスに、圧力調整弁27の姿勢変更を加えるようにしてもよい。
【0052】
以上の構成によれば、流出ポート81が2次室68の上部に位置するエアー抜き姿勢に姿勢変更することで、エアー溜り(気泡)を流出ポート81(流出流路部86)近傍へと移動させることができる。この状態で、吸引ユニット22により機能液滴吐出ヘッド25から機能液の吸引を行うことで、2次室68の気泡を機能液の流れに乗せて吸引・排出することができる。したがって、気泡吸引用の機構(手段)を別途設けることなく、単純な構成で、圧力調整弁27の内部の気泡を排出しつつ機能液を充填することができる。
【符号の説明】
【0053】
22:吸引ユニット、25:機能液滴吐出ヘッド、27:圧力調整弁、63:弁回動機構、64:バルブハウジング、67:1次室、68:2次室、69:調整弁連通流路、70:弁体、71:流入ポート、81:流出ポート、84:受圧膜体、91:弁ホルダー、92:支持フレーム、93:ロータリーアクチュエーター、95:支軸部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
バルブハウジング内の1次室と2次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、前記2次室の1の面を構成するダイヤフラムにより大気圧基準で開閉し、機能液供給手段から流入ポートを介して前記1次室に導入した機能液を、圧力調整して前記2次室から流出ポートを介して機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁に対し、
前記1次室および前記2次室に機能液を充填する圧力調整弁の初期充填方法であって、
前記機能液滴吐出ヘッドに密接し、前記機能液滴吐出ヘッドを介して前記機能液供給手段の機能液を吸引して、前記1次室および前記2次室に機能液を充填可能な吸引充填手段を用い、
前記圧力調整弁を、前記流出ポートが前記2次室の下部に位置する使用姿勢に維持して前記吸引を実施する第1吸引工程と、
前記第1吸引工程の後、前記圧力調整弁を、前記流出ポートが前記2次室の上部に位置するエアー抜き姿勢に姿勢変更して前記吸引を実施する第2吸引工程と、を備えたことを特徴とする圧力調整弁の初期充填方法。
【請求項2】
バルブハウジング内の1次室と2次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、前記2次室の1の面を構成するダイヤフラムにより大気圧基準で開閉し、機能液供給手段から流入ポートを介して前記1次室に導入した機能液を、圧力調整して前記2次室から流出ポートを介して機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁に対し、
前記2次室に溜まったエアーを除去する圧力調整弁のエアー抜き方法であって、
前記機能液滴吐出ヘッドに密接し、前記機能液滴吐出ヘッドを介して前記機能液供給手段の機能液を吸引して、前記1次室および前記2次室に機能液を充填可能な吸引充填手段を用い、
前記流出ポートが前記2次室の下部に位置する使用姿勢に維持された前記圧力調整弁を、前記流出ポートが前記2次室の上部に位置するエアー抜き姿勢に姿勢変更して前記吸引を実施することを特徴とする圧力調整弁のエアー抜き方法。
【請求項3】
バルブハウジング内の1次室と2次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、前記2次室の1の面を構成するダイヤフラムにより大気圧基準で開閉し、機能液供給手段から流入ポートを介して前記1次室に導入した機能液を、圧力調整して前記2次室から流出ポートを介して機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁のエアー抜きシステムであって、
前記圧力調整弁を、前記流出ポートが前記2次室の下部に位置する使用姿勢と前記流出ポートが前記2次室の上部に位置するエアー抜き姿勢との間で、回動自在に支持する支持フレームと、
前記圧力調整弁を、前記使用姿勢と前記エアー抜き姿勢との間で回動させる弁回動手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドに密接し、前記機能液滴吐出ヘッドを介して前記機能液供給手段の機能液を吸引して、前記1次室および前記2次室に機能液を充填可能な吸引充填手段と、
前記弁回動手段および前記吸引充填手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記1次室および前記2次室に機能液を充填する前記圧力調整弁の初期充填時に、
前記圧力調整弁を、前記使用姿勢に維持して前記吸引を実施した後、前記圧力調整弁を、前記エアー抜き姿勢に姿勢変更して前記吸引を実施することを特徴とする圧力調整弁のエアー抜きシステム。
【請求項4】
バルブハウジング内の1次室と2次室とを連通する連通流路に設けた弁体を、前記2次室の1の面を構成するダイヤフラムにより大気圧基準で開閉し、機能液供給手段から流入ポートを介して前記1次室に導入した機能液を、圧力調整して前記2次室から流出ポートを介して機能液滴吐出ヘッドに供給する圧力調整弁のエアー抜きシステムであって、
前記圧力調整弁を、前記流出ポートが前記2次室の下部に位置する使用姿勢と前記流出ポートが前記2次室の上部に位置するエアー抜き姿勢との間で、回動自在に支持する支持フレームと、
前記圧力調整弁を、前記使用姿勢と前記エアー抜き姿勢との間で回動させる弁回動手段と、
前記機能液滴吐出ヘッドに密接し、前記機能液滴吐出ヘッドを介して前記機能液供給手段の機能液を吸引して、前記1次室および前記2次室に機能液を充填可能な吸引充填手段と、
前記弁回動手段および前記吸引充填手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記2次室に溜まったエアーを除去するときに、
前記使用姿勢の前記圧力調整弁を、前記エアー抜き姿勢に姿勢変更して前記吸引を実施することを特徴とする圧力調整弁のエアー抜きシステム。
【請求項5】
前記圧力調整弁を保持すると共に、前記圧力調整弁を前記使用姿勢と前記エアー抜き姿勢との間で回動させるための支軸を有する弁ホルダーを、更に備え、
前記圧力調整弁は、前記弁ホルダーを介して前記支持フレームに回動自在に支持されていることを特徴とする請求項3または4に記載の圧力調整弁のエアー抜きシステム。
【請求項6】
前記使用姿勢と前記エアー抜き姿勢との間での回動角度が、略90°であることを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載の圧力調整弁のエアー抜きシステム。
【請求項7】
前記弁回動手段が、ロータリーアクチュエーターで構成されていることを特徴とする請求項3ないし6のいずれかに記載の圧力調整弁のエアー抜きシステム。
【請求項8】
ワークに対し、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドを移動させながら、前記機能液滴吐出ヘッドから機能液滴を吐出させて描画を行なう描画手段と、
請求項3ないし7のいずれかに記載の圧力調整弁のエアー抜きシステムと、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2010−167357(P2010−167357A)
【公開日】平成22年8月5日(2010.8.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−11733(P2009−11733)
【出願日】平成21年1月22日(2009.1.22)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】