液滴吐出装置
【課題】液滴吐出ヘッドの保湿において、インクなどの液状体の使用量を削減し、また、液状体排出経路に液状体がつまりにくい液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】液滴吐出ヘッド内の液状体を吸引する吸引ユニットを備えた液滴吐出装置であって、液滴吐出ヘッド２８のノズル３０を覆い液滴吐出ヘッド２８に当接可能なキャップ部８０と、キャップ部８０内を吸引する吸引ポンプ９０と、キャップ部８０と吸引ポンプ９０とを接続する吸引管８３と、吸引管８３に設けられ、キャップ部８０と吸引ポンプ９０の間の経路を遮断し、かつ吸引管８３に大気を導入する三方弁８５と、を有し、三方弁８５を切り替えることで三方弁８５からキャップ部８０側の経路に液状体を貯留させ、三方弁８５から吸引ポンプ９０側の経路の液状体を排出させる。
【解決手段】液滴吐出ヘッド内の液状体を吸引する吸引ユニットを備えた液滴吐出装置であって、液滴吐出ヘッド２８のノズル３０を覆い液滴吐出ヘッド２８に当接可能なキャップ部８０と、キャップ部８０内を吸引する吸引ポンプ９０と、キャップ部８０と吸引ポンプ９０とを接続する吸引管８３と、吸引管８３に設けられ、キャップ部８０と吸引ポンプ９０の間の経路を遮断し、かつ吸引管８３に大気を導入する三方弁８５と、を有し、三方弁８５を切り替えることで三方弁８５からキャップ部８０側の経路に液状体を貯留させ、三方弁８５から吸引ポンプ９０側の経路の液状体を排出させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドの液滴吐出性能を維持するための吸引ユニットを備えた液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置において、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの吐出性能を維持するために、吸引ユニットが設けられている。
吸引ユニットには、液滴吐出ヘッドのノズル面を覆うキャップとこのキャップの液状体排出口にチューブを介して接続される吸引ポンプと、吸引ポンプから排出されるインクを貯留する排インクタンクとを備えている。吸引ユニットは、液滴吐出ヘッド内にインクなどの液状体を初期充填することや、メンテナンス時に液滴吐出ヘッド側のごみ、気泡などを除去するために備えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、この吸引ユニットでは液滴吐出装置が停止しているときに、液滴吐出ヘッドをキャップで覆い、キャップ内にフラッシングなどで液状体を貯めて液滴吐出ヘッドが乾かないように保湿することも行われている。
液滴吐出ヘッドが乾かないように保湿するときには、一旦、インクなどの液状体を吸引して液滴吐出ヘッド側のごみ、気泡などを除去した後、吸引ポンプを止めてキャップ内にフラッシングなどで液状体を貯めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４０５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、液滴吐出ヘッドの保湿において、キャップ内にインクを貯めるにはキャップから吸引ポンプまでの経路にある配管チューブにもインクが充填されていなくてはならず、インクが多量に必要である。
また、チューブ内にインクが滞留していることから、特に沈降性の成分を有するインクを利用する場合にはインク成分がチューブ内に沈殿してつまりが発生し、メンテナンスの頻度が増すという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッド内の液状体を吸引する吸引ユニットを備えた液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドのノズルを覆い前記液滴吐出ヘッドに当接可能なキャップ部と、前記キャップ部内を吸引する吸引部と、前記キャップ部と前記吸引部とを接続する吸引管と、前記吸引管に設けられ、前記キャップ部と前記吸引部の間の経路を遮断する遮断バルブと、前記遮断バルブの後段に前記吸引管に大気を導入する大気開放バルブと、を有し、前記遮断バルブおよび前記大気開放バルブを切り替えることで前記遮断バルブから前記キャップ部側の経路に液状体を貯留させ、前記大気開放バルブから前記吸引部側の経路の液状体を排出させることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、キャップ部と吸引部とを接続する吸引管に、キャップ部と吸引部の間の経路を遮断する遮断バルブと、遮断バルブの後段に吸引管に大気を導入する大気開放バルブと、が設けられている。
このことから、遮断バルブおよび大気開放バルブを切り替えることで遮断バルブからキャップ部側の経路に液状体を貯留させ、大気開放バルブから吸引部側の経路の液状体を排出させることができる。
つまり、キャップ部にインクなどの液状体を貯留するために従来にくらべて短い経路の吸引管にインクなどの液状体を貯められるので、液状体の使用量を削減できる。そして、遮断バルブから吸引部の間の経路の吸引管には、液状体が吸引されて液状体が残らないため、特に沈降性の成分を有するインクを利用する場合には吸引管内に沈殿してつまりが発生することがなく、メンテナンスの頻度を少なくできる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記遮断バルブおよび前記大気開放バルブとして三方弁が用いられていることが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、三方弁を用いることで遮断バルブおよび大気開放バルブの機能を一つの部品で構成することができ、吸引ユニットの構成を簡略化することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記キャップ部に大気を導入する大気開放部が設けられていることが望ましい。
【００１２】
この構成によれば、キャップ部に大気を導入する大気開放部が設けられていることから、液滴吐出ヘッドの吸引後において負圧になったキャップ部内を大気圧になるまで待つ必要がなく、短時間で確実に大気圧に戻すことができる。このことから、液滴吐出ヘッドからキャップ部をはずす時間が短縮される。また、キャップ部をはずす際にキャップ部内が負圧であることがなくなり、残った液状体の飛び散りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】実施形態のヘッドユニットの構成を示し、（ａ）はヘッドユニットの模式平面図、（ｂ）はヘッドユニットの模式側面図、（ｃ）は液滴吐出ヘッドの構造を示す要部模式断面図。
【図３】実施形態の液滴吐出装置の電気制御ブロック図。
【図４】実施形態の吸引ユニットの構成を示す概略図。
【図５】実施形態の三方弁を説明する模式図。
【図６】実施形態の吸引ユニットの吸引動作を説明する模式図。
【図７】実施形態の吸引ユニットの保湿動作を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。
（実施形態）
【００１５】
本実施形態では液滴吐出装置として、インクジェット法を用いた装置を一例として説明する。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、基板への微細な描画に適している。
【００１６】
＜液滴吐出装置＞
図１は液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。
液滴吐出装置１は、直方体形状に形成される基台２を備えている。本実施形態では、この基台２の長手方向をＹ方向とし、水平面上でＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。また、液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向を主走査方向と呼び、主走査方向と直交する方向を副走査方向と呼ぶ。副走査方向は改行などをするときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向とする。
【００１７】
基台２の上面２ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール３ａ，３ｂがＹ方向全幅にわたり凸設されている。その基台２の上側には、一対の案内レール３ａ，３ｂに対応する図示しない直動機構を備えた走査手段を構成するステージ４が取付けられている。そのステージ４の直動機構は、例えば、ネジ式直動機構を用いることができる。このネジ式直動機構は案内レール３ａ，３ｂに沿ってＹ方向に延びる駆動軸であるネジ軸と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えている。その駆動軸が所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転する図示しないＹ軸モーターに連結されている。所定のステップ数に相対する駆動信号をＹ軸モーターに入力するとＹ軸モーターが正転または逆転する。そして、ステージ４が同ステップ数に相当する分だけ、Ｙ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と呼ぶ。さらに、基台２の上面２ａには、案内レール３ａ，３ｂと平行に主走査位置検出装置５が配置され、ステージ４の位置が計測できるようになっている。
【００１８】
そのステージ４の上面には載置面６が形成され、その載置面６には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、操作者が載置面６に基板７を所定位置に位置決めして載置すると、基板チャック機構によってその基板７が固定される。
【００１９】
基台２のＸ方向両側には一対の支持台８ａ，８ｂが立設され、その一対の支持台８ａ，８ｂにはＸ方向に延びる案内部材９が架設されている。その案内部材９の上側には吐出する液状体を供給可能に収容する収容タンク１０が設置されている。一方、その案内部材９の下側にはＸ方向に延びる案内レール１１がＸ方向全幅にわたり凸設されている。
【００２０】
案内レール１１に沿って移動可能に配置されるキャリッジ１２は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ１２は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ４が備えるネジ式直動機構と同様の機構を用いることができる。そのネジ式直動機構の駆動軸が所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転する図示しないＸ軸モーターに連結されている。そして、駆動信号がＸ軸モーターに入力されると、Ｘ軸モーターが正転または逆転して、キャリッジ１２がＸ方向に沿って走査移動する。案内部材９とキャリッジ１２との間には副走査位置検出装置１３が配置され、キャリッジ１２の位置が計測される。キャリッジ１２の下側にはヘッドユニット１４が設置され、ヘッドユニット１４のステージ４側の面には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
【００２１】
基台２の上側であって、ステージ４の−Ｙ方向には、保守装置１５が配置されている。保守装置１５は、保守ステージ１６と、保守ステージ１６の上に配置されているフラッシングユニット１７、吸引ユニット１８、ワイピングユニット１９、重量測定装置２０等により構成されている。
【００２２】
保守ステージ１６は、案内レール３ａ，３ｂ上に位置し、ステージ４と同様の直動機構を備えている。主走査位置検出装置５を用いて位置を検出し、直動機構を用いて移動する。従って、保守ステージ１６は所望の場所に移動し、停止することが可能となっている。
【００２３】
フラッシングユニット１７は液滴吐出ヘッドから吐出される液滴を受ける装置である。液滴吐出ヘッドはフラッシングユニット１７に液状体を吐出することにより、流路を洗浄する。吸引ユニット１８は液滴吐出ヘッドに蓋をし、液滴吐出ヘッドから液状体を吸引する機能を備えている。ワイピングユニット１９は、液滴吐出ヘッドのノズルが配置されているノズルプレートを拭く装置である。重量測定装置２０は吐出する液滴の重量を測定する装置である。
【００２４】
保守ステージ１６は案内レール３ａ，３ｂに沿って移動し、キャリッジ１２が案内レール１１に沿って移動する。そして、液滴吐出ヘッドと対向する場所にフラッシングユニット１７、吸引ユニット１８、ワイピングユニット１９、重量測定装置２０のいずれか１つの装置が配置される。その後、保守装置１５は液滴吐出ヘッドを保守する。
【００２５】
液滴吐出装置１は四隅に支柱２４を備え、支柱２４の図中上側には空気制御装置２５が設置されている。空気制御装置２５は、ファン、フィルター、温度調整装置、湿度調整装置等を備えている。ファン（送風機）は、工場内の空気を取り込んで、フィルターを通過することにより、空気内の塵、埃を除去し、清浄化された空気を供給する。
【００２６】
温度調整装置は、液滴吐出装置１の雰囲気温度を所定の温度範囲に保持するように、供給する空気の温度を制御する装置である。湿度調整装置は除湿または加湿した空気を供給することにより液滴吐出装置１の雰囲気湿度を所定の湿度範囲に維持する装置である。
【００２７】
４本の支柱２４の間にはシート２６が配置され、シート２６は空気の流れを遮断する。空気制御装置２５から供給される空気は空気制御装置２５から図中下側の床２７に向かって流れる。そして、シート２６に囲まれる空間内の塵や埃には重力と空気の流れが作用するので、塵や埃は床２７に向かって流動する。従って、基板７に塵や埃が付着し難いようになっている。さらに、シート２６が空気の流れを制限することにより、シート２６に囲まれる空間内の温度及び湿度がシート２６の外から影響され難くなっている。そして、空気制御装置２５がシート２６に囲まれる空間内の温度及び湿度を所定の状態に維持している。
【００２８】
次に、ヘッドユニットの構成について図２を用いて説明する。
図２（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図である。ヘッドユニット１４には第１ヘッド２８ａ〜第４ヘッド２８ｄの４個の液滴吐出ヘッド２８が配置され、液滴吐出ヘッド２８の表面にはノズルプレート２９が配置されている。ノズルプレート２９には複数のノズル３０が配列して形成されている。ノズル３０の数及び液滴吐出ヘッド２８の数及び配置は吐出するパターンと基板７の大きさに合わせて設定すればよい。
【００２９】
図２（ｂ）は、ヘッドユニットの構造を示す模式側面図であり、図２（ａ）に示すヘッドユニット１４を−Ｙ方向から見た図である。ヘッドユニット１４はベース板３１を備え、ベース板３１の上側にはキャリッジ１２が配置されている。ベース板３１の下側には支持部３２を介して駆動回路基板３３が配置されている。そして、駆動回路基板３３の下側にはヘッド駆動回路３４が配置されている。さらに、ベース板３１には支持部３５を介してヘッド取付板３６が配置され、ヘッド取付板３６の下面には液滴吐出ヘッド２８が配置されている。ヘッド駆動回路３４と液滴吐出ヘッド２８とは図示しないケーブルにより接続され、ヘッド駆動回路３４から出力された駆動信号が液滴吐出ヘッド２８に入力される。
ベース板３１の下側には供給装置３７が配置され、収容タンク１０と供給装置３７との間及び供給装置３７と液滴吐出ヘッド２８との間は図示しない接続管により接続されている。そして、収容タンク１０から供給される液状体が供給装置３７により液滴吐出ヘッド２８に供給される。
【００３０】
図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。液滴吐出ヘッド２８はノズルプレート２９を備え、ノズルプレート２９にはノズル３０が形成されている。ノズルプレート２９の上側であってノズル３０と相対する位置にはノズル３０と連通する圧力室３８が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド２８の圧力室３８には収容タンク１０に貯留されている液状体３９が供給される。
【００３１】
圧力室３８の上側には上下方向に振動して圧力室３８内の容積を拡大縮小する振動板４０が設置されている。振動板４０の上側で圧力室３８と対向する場所には上下方向に伸縮して振動板４０を振動させる圧電素子４１が配設されている。圧電素子４１が上下方向に伸縮して振動板４０を加圧して振動し、振動板４０が圧力室３８内の容積を拡大縮小して圧力室３８を加圧する。それにより、圧力室３８内の圧力が変動し、圧力室３８内に供給された液状体３９はノズル３０を通って吐出される。
【００３２】
液滴吐出ヘッド２８が圧電素子４１を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子４１が伸張して、振動板４０が圧力室３８内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド２８のノズル３０からは、縮小した容積分の液状体３９が液滴４２として吐出される。
なお、液状体としては、紫外線（ＵＶ）硬化型インク、水性染料インク、水性顔料インク、油性染料インク、油性顔料インクなどが用いられる。
【００３３】
図３は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。
液滴吐出装置１は液滴吐出装置１の動作を制御する制御部としての制御装置４５を備えている。そして、制御装置４５はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４６と、各種情報を記憶するメモリー４７とを備えている。
【００３４】
主走査駆動装置４８、主走査位置検出装置５、副走査駆動装置４９、副走査位置検出装置１３、液滴吐出ヘッド２８を駆動するヘッド駆動回路３４は、入出力インターフェイス５０及びデータバス５１を介してＣＰＵ４６に接続されている。さらに、入力装置５２、表示装置５３、重量測定装置２０、吸引ユニット１８、ワイピングユニット１９も入出力インターフェイス５０及びデータバス５１を介してＣＰＵ４６に接続されている。同じく、保守装置１５において、保守ステージ１６を駆動する保守ステージ駆動装置５４及び、保守ステージ１６の位置を検出する保守ステージ位置検出装置５５も入出力インターフェイス５０及びデータバス５１を介してＣＰＵ４６に接続されている。
【００３５】
主走査駆動装置４８はステージ４の移動を制御する装置であり、副走査駆動装置４９はキャリッジ１２の移動を制御する装置である。主走査位置検出装置５がステージ４の位置を認識し、主走査駆動装置４８がステージ４を駆動することにより、ステージ４を所望の位置に移動及び停止することが可能になっている。同じく、副走査位置検出装置１３がキャリッジ１２の位置を認識し、副走査駆動装置４９がキャリッジ１２を駆動することにより、キャリッジ１２を所望の位置に移動及び停止することが可能となっている。
【００３６】
入力装置５２は液滴４２を吐出する各種加工条件などを入力する装置である。表示装置５３は加工条件や作業状況を表示する装置であり、操作者は表示装置５３に表示される情報を基に入力装置５２を用いて操作を行う。
【００３７】
重量測定装置２０は電子天秤及び受け皿を備え、液滴吐出ヘッド２８が吐出する液滴４２と液滴４２を受ける受け皿との重量を電子天秤が測定する。重量測定装置２０は、液滴４２が吐出される前後の受け皿の重量を測定した後、測定値をＣＰＵ４６に送信する。
【００３８】
保守ステージ駆動装置５４は保守ステージ１６を移動する装置である。そして、保守ステージ位置検出装置５５が保守ステージ１６の位置を検出した後、保守ステージ駆動装置５４が保守ステージ１６を移動することにより、所望の保守装置が液滴吐出ヘッド２８と対向する場所に配置される。
【００３９】
メモリー４７は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には液滴吐出装置１における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト５６を記憶する記憶領域が設定される。さらに、基板７内における吐出位置の座標データである吐出位置データ５７を記憶するための記憶領域も設定される。
【００４０】
さらに、基板７を主走査方向へ移動する主走査移動量とキャリッジ１２を副走査方向へ移動する副走査移動量とを記憶するための記憶領域やＣＰＵ４６のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
【００４１】
ＣＰＵ４６は、メモリー４７内に記憶されたプログラムソフト５６に従って基板７の所定位置に液滴４２を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、液滴吐出ヘッド２８から液滴４２を吐出して描画するための制御を行う吐出演算部６２を有する。吐出演算部６２を詳しく分割すれば、吐出演算部６２は基板７を主走査方向へ所定の速度で走査移動させるための制御を行う主走査制御部６３を有する。他にも、吐出演算部６２は液滴吐出ヘッド２８を副走査方向へ所定の副走査量で移動させるための制御を行う副走査制御部６４を有する。さらに、吐出演算部６２は液滴吐出ヘッド２８の液滴吐出にかかわる演算をする吐出制御部６５を有する。
【００４２】
そして、ＣＰＵ４６には他に、吐出する液滴４２の重量測定をするための制御を行う重量測定制御部６６、液滴吐出ヘッド２８を保守するタイミングや保守装置１５の動作を制御する保守装置制御部６８を有する。
【００４３】
つぎに、吸引ユニットの構成について詳しく説明する。
図４は本実施形態の吸引ユニットの構成を示す概略図である。
吸引ユニット１８は、キャップ部８０と、吸引管８３と、吸引部としての吸引ポンプ９０と、三方弁８５と、排液状体タンク９１とを備えている。
キャップ部８０には凹部８１が設けられ、この凹部８１と対向して液滴吐出ヘッド２８のノズル３０が配置されるように構成されている。キャップ部８０は進退駆動機構（図示せず）により矢印Ａ方向に移動が可能であり、液滴吐出ヘッド２８のノズル３０面に対して、キャップ部８０を当接可能に構成されている。なお、キャップ部８０は例えばブチルゴムなどの弾性を有する部材で形成され、液滴吐出ヘッド２８とキャップ部８０とのシール性を高めている。
【００４４】
そして、凹部８１の底面には貫通穴が設けられ、液状体を排出する排出口８２が備えられている。そして排出口８２には吸引管８３が接続されている。
さらに、凹部８１の底面には大気と連通する大気導入口８６が設けられている。大気導入口８６にはシールリング８７を介して大気開放部としての押圧弁８８が設けられ、図示しない進退機構により矢印Ｂ方向に移動して大気導入口８６を開閉することができる。
なお、キャップ部８０の凹部８１の底面に多孔質シートを配置して、液滴吐出ヘッド２８の吸引時における液状体を吸収して液状体のはね返りを防止してもよい。
【００４５】
キャップ部８０の排出口８２に接続された吸引管８３は吸引部としての吸引ポンプ９０に接続されている。そして、吸引ポンプ９０内に吸引された液状体を回収する排液状体タンク９１が備えられている。
さらに、キャップ部８０の排出口８２と吸引ポンプ９０とを接続する吸引管８３には三方弁８５が設けられている。
三方弁８５は、キャップ部８０から吸引ポンプ９０への経路と、この経路に大気を導入する経路とを有し、三方弁８５によって切り替えて各経路を選択することができる。
【００４６】
この三方弁は、例えば図５に示すように、Ｔ字型の流路において３つの方向にバルブＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３が設けられている。バルブＶＡ１はキャップ部８０からの流路を開閉し、バルブＶＡ２は吸引ポンプ９０への流路を開閉し、バルブＶＡ３はバルブＶＡ１とバルブＶＡ２の間で大気への流路を開閉するように構成されている。三方弁を採用することで、これらのバルブＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３を切り替えて各経路を選択することができ、コンパクトにバルブ部分を構成することができる。
【００４７】
なお、三方弁を用いず、開閉バルブを組み合わせて構成することもできる。例えば一つの開閉バルブを吸引管に設けてキャップ部と吸引ポンプの間の経路を遮断する遮断バルブとし、その後段にＴ字型配管を設けて大気開放し、そこに開閉バルブを設けて大気開放バルブとすればよい。
また、吸引部として吸引ポンプ９０に代えて、シリンダーなどを採用することができる。
【００４８】
次に、上記のような吸引ユニットの動作について説明する。
図６は実施形態の吸引ユニットの吸引動作を説明する模式図である。
まず、図６（ａ）に示すように、ヘッドユニットが保守ステージ上方に移動して停止する。そして、図６（ｂ）に示すように、吸引ユニットのキャップ部８０が進退機構により上方に移動して液滴吐出ヘッド２８に当接する。
続いて、図６（ｃ）に示すように、吸引ポンプ９０が稼動して液滴吐出ヘッド２８のインクなどの液状体を吸引する。吸引された液状体はキャップ部８０から吸引管８３を経て排液状体タンクに排出される。そして、所定の時間だけ吸引が行われ、吸引ポンプ９０が停止する。
【００４９】
その後、図６（ｄ）に示すように、負圧状態のキャップ部８０の凹部内を、押圧弁８８を開くことで大気圧に戻す。そして、図６（ｅ）に示すように、吸引ユニットのキャップ部８０が進退機構により下方に移動して液滴吐出ヘッド２８への当接を開放する。
このようにキャップ部８０に大気を導入する押圧弁８８が設けられていることから、液滴吐出ヘッド２８の吸引後において負圧になったキャップ部８０内を大気圧になるまで待つ必要がなく、短時間で確実に大気圧に戻すことができる。このことから、液滴吐出ヘッド２８からキャップ部８０をはずす時間が短縮される。また、キャップ部８０をはずす際にキャップ部８０内が負圧であることがなくなり、残った液状体の飛び散りを防止することができる。
なお、この一連の吸引動作において、三方弁８５は図５で示したバルブＶＡ１およびＶＡ２が開で、バルブＶＡ３が閉の状態で行われる。
【００５０】
図７は実施形態の吸引ユニットの保湿動作を説明する模式図である。
まず、図７（ａ）に示すように、ヘッドユニットが保守ステージ上方に移動して停止する。そして、図７（ｂ）に示すように、吸引ユニットのキャップ部８０が進退機構により上方に移動して液滴吐出ヘッド２８に当接する。
【００５１】
続いて、図７（ｃ）に示すように、吸引ポンプ９０が稼動して液滴吐出ヘッド２８のインクなどの液状体を吸引する。吸引された液状体はキャップ部８０から吸引管８３を経て排液状体タンクに排出される。
ここまでは、三方弁８５は図５で示したバルブＶＡ１およびＶＡ２が開で、バルブＶＡ３が閉の状態で行われる。
【００５２】
そして、液滴吐出ヘッド２８のインクなどの液状体の吸引が完全に行われないときに、三方弁８５の切り替えが行われる。三方弁８５は図５で示したバルブＶＡ１が閉、バルブＶＡ２およびバルブＶＡ３が開の状態に切り替わる。
このことから、図７（ｄ）に示すように、三方弁８５から吸引ポンプ９０の経路にある液状体が排出される。また、キャップ部８０から三方弁８５の間は負圧となっており、液滴吐出ヘッド２８から液状体が吸引され、その経路内およびキャップ部８０の凹部内に貯まることになる。なお、三方弁８５はできるだけキャップ部８０に近い部分の吸引管８３に設けられるのが好ましい。このようにすれば、キャップ部８０から三方弁８５の間に貯留される液状体が少なくて済む。
そして、吸引ポンプ９０を停止して、その状態を保つことで液滴吐出ヘッド２８の保湿を行うことができる。
【００５３】
以上のように、キャップ部８０と吸引ポンプ９０とを接続する吸引管８３に、キャップ部８０と吸引ポンプ９０の間の経路を遮断するバルブと、吸引管８３に大気を導入するバルブの役目を果たす三方弁８５が設けられている。
このことから、三方弁８５を切り替えることで三方弁８５からキャップ部８０側の経路に液状体を貯留させ、三方弁８５から吸引ポンプ９０側の経路の液状体を排出させることができる。
つまり、キャップ部８０にインクなどの液状体を貯留するために、従来にくらべて短い経路の吸引管８３にインクなどの液状体を貯められるので、液状体の使用量を削減できる。また、液滴吐出ヘッド２８の吸引作業を利用して保湿作業を行えるため、両者の作業を短時間で行うことができる。
そして、三方弁８５から吸引ポンプ９０の間の経路の吸引管８３には、液状体が吸引されて液状体が残らないため、特に沈降性の成分を有する紫外線（ＵＶ）硬化型インクなどを利用する場合には吸引管８３内に沈殿してつまりが発生することがなく、メンテナンスの頻度を少なくできる。
【符号の説明】
【００５４】
１…液滴吐出装置、２…基台、２ａ…基台の上面、３ａ，３ｂ…案内レール、４…ステージ、５…主走査位置検出装置、６…載置面、７…基板、８ａ，８ｂ…支持台、９…案内部材、１０…収容タンク、１１…案内レール、１２…キャリッジ、１３…副走査位置検出装置、１４…ヘッドユニット、１５…保守装置、１６…保守ステージ、１７…フラッシングユニット、１８…吸引ユニット、１９…ワイピングユニット、２０…重量測定装置、２４…支柱、２５…空気制御装置、２６…シート、２７…床、２８…液滴吐出ヘッド、２８ａ…第１ヘッド、２８ｂ…第２ヘッド、２８ｃ…第３ヘッド、２８ｄ…第４ヘッド、２９…ノズルプレート、３０…ノズル、３１…ベース板、３２…支持部、３３…駆動回路基板、３４…ヘッド駆動回路、３５…支持部、３６…ヘッド取付板、３７…供給装置、３８…圧力室、３９…液状体、４０…振動板、４１…圧電素子、４２…液滴、４５…制御装置、４６…ＣＰＵ、４７…メモリー、４８…主走査駆動装置、４９…副走査駆動装置、５０…入出力インターフェイス、５１…データバス、５２…入力装置、５３…表示装置、５４…保守ステージ駆動装置、５５…保守ステージ位置検出装置、５６…プログラムソフト、５７…吐出位置データ、６２…吐出演算部、６３…主走査制御部、６４…副走査制御部、６５…吐出制御部、６６…重量測定制御部、６８…保守装置制御部、８０…キャップ部、８１…凹部、８２…排出口、８３…吸引管、８５…三方弁、８６…大気導入口、８７…シールリング、８８…押圧弁、９０…吸引ポンプ、９１…排液状体タンク。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドの液滴吐出性能を維持するための吸引ユニットを備えた液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置において、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの吐出性能を維持するために、吸引ユニットが設けられている。
吸引ユニットには、液滴吐出ヘッドのノズル面を覆うキャップとこのキャップの液状体排出口にチューブを介して接続される吸引ポンプと、吸引ポンプから排出されるインクを貯留する排インクタンクとを備えている。吸引ユニットは、液滴吐出ヘッド内にインクなどの液状体を初期充填することや、メンテナンス時に液滴吐出ヘッド側のごみ、気泡などを除去するために備えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、この吸引ユニットでは液滴吐出装置が停止しているときに、液滴吐出ヘッドをキャップで覆い、キャップ内にフラッシングなどで液状体を貯めて液滴吐出ヘッドが乾かないように保湿することも行われている。
液滴吐出ヘッドが乾かないように保湿するときには、一旦、インクなどの液状体を吸引して液滴吐出ヘッド側のごみ、気泡などを除去した後、吸引ポンプを止めてキャップ内にフラッシングなどで液状体を貯めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４０５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、液滴吐出ヘッドの保湿において、キャップ内にインクを貯めるにはキャップから吸引ポンプまでの経路にある配管チューブにもインクが充填されていなくてはならず、インクが多量に必要である。
また、チューブ内にインクが滞留していることから、特に沈降性の成分を有するインクを利用する場合にはインク成分がチューブ内に沈殿してつまりが発生し、メンテナンスの頻度が増すという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかる液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッド内の液状体を吸引する吸引ユニットを備えた液滴吐出装置であって、前記液滴吐出ヘッドのノズルを覆い前記液滴吐出ヘッドに当接可能なキャップ部と、前記キャップ部内を吸引する吸引部と、前記キャップ部と前記吸引部とを接続する吸引管と、前記吸引管に設けられ、前記キャップ部と前記吸引部の間の経路を遮断する遮断バルブと、前記遮断バルブの後段に前記吸引管に大気を導入する大気開放バルブと、を有し、前記遮断バルブおよび前記大気開放バルブを切り替えることで前記遮断バルブから前記キャップ部側の経路に液状体を貯留させ、前記大気開放バルブから前記吸引部側の経路の液状体を排出させることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、キャップ部と吸引部とを接続する吸引管に、キャップ部と吸引部の間の経路を遮断する遮断バルブと、遮断バルブの後段に吸引管に大気を導入する大気開放バルブと、が設けられている。
このことから、遮断バルブおよび大気開放バルブを切り替えることで遮断バルブからキャップ部側の経路に液状体を貯留させ、大気開放バルブから吸引部側の経路の液状体を排出させることができる。
つまり、キャップ部にインクなどの液状体を貯留するために従来にくらべて短い経路の吸引管にインクなどの液状体を貯められるので、液状体の使用量を削減できる。そして、遮断バルブから吸引部の間の経路の吸引管には、液状体が吸引されて液状体が残らないため、特に沈降性の成分を有するインクを利用する場合には吸引管内に沈殿してつまりが発生することがなく、メンテナンスの頻度を少なくできる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記遮断バルブおよび前記大気開放バルブとして三方弁が用いられていることが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、三方弁を用いることで遮断バルブおよび大気開放バルブの機能を一つの部品で構成することができ、吸引ユニットの構成を簡略化することができる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例にかかる液滴吐出装置において、前記キャップ部に大気を導入する大気開放部が設けられていることが望ましい。
【００１２】
この構成によれば、キャップ部に大気を導入する大気開放部が設けられていることから、液滴吐出ヘッドの吸引後において負圧になったキャップ部内を大気圧になるまで待つ必要がなく、短時間で確実に大気圧に戻すことができる。このことから、液滴吐出ヘッドからキャップ部をはずす時間が短縮される。また、キャップ部をはずす際にキャップ部内が負圧であることがなくなり、残った液状体の飛び散りを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図。
【図２】実施形態のヘッドユニットの構成を示し、（ａ）はヘッドユニットの模式平面図、（ｂ）はヘッドユニットの模式側面図、（ｃ）は液滴吐出ヘッドの構造を示す要部模式断面図。
【図３】実施形態の液滴吐出装置の電気制御ブロック図。
【図４】実施形態の吸引ユニットの構成を示す概略図。
【図５】実施形態の三方弁を説明する模式図。
【図６】実施形態の吸引ユニットの吸引動作を説明する模式図。
【図７】実施形態の吸引ユニットの保湿動作を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の寸法の割合を適宜変更している。
（実施形態）
【００１５】
本実施形態では液滴吐出装置として、インクジェット法を用いた装置を一例として説明する。インクジェット法は微小な液滴の吐出が可能であるため、基板への微細な描画に適している。
【００１６】
＜液滴吐出装置＞
図１は液滴吐出装置の構成を示す概略斜視図である。
液滴吐出装置１は、直方体形状に形成される基台２を備えている。本実施形態では、この基台２の長手方向をＹ方向とし、水平面上でＹ方向と直交する方向をＸ方向とする。そして、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。また、液滴を吐出するときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向を主走査方向と呼び、主走査方向と直交する方向を副走査方向と呼ぶ。副走査方向は改行などをするときに液滴吐出ヘッドと被吐出物とを相対移動する方向である。本実施形態ではＹ方向を主走査方向とし、Ｘ方向を副走査方向とする。
【００１７】
基台２の上面２ａには、Ｙ方向に延在する一対の案内レール３ａ，３ｂがＹ方向全幅にわたり凸設されている。その基台２の上側には、一対の案内レール３ａ，３ｂに対応する図示しない直動機構を備えた走査手段を構成するステージ４が取付けられている。そのステージ４の直動機構は、例えば、ネジ式直動機構を用いることができる。このネジ式直動機構は案内レール３ａ，３ｂに沿ってＹ方向に延びる駆動軸であるネジ軸と、同ネジ軸と螺合するボールナットを備えている。その駆動軸が所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転する図示しないＹ軸モーターに連結されている。所定のステップ数に相対する駆動信号をＹ軸モーターに入力するとＹ軸モーターが正転または逆転する。そして、ステージ４が同ステップ数に相当する分だけ、Ｙ方向に沿って所定の速度で往動または復動するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と呼ぶ。さらに、基台２の上面２ａには、案内レール３ａ，３ｂと平行に主走査位置検出装置５が配置され、ステージ４の位置が計測できるようになっている。
【００１８】
そのステージ４の上面には載置面６が形成され、その載置面６には図示しない吸引式の基板チャック機構が設けられている。そして、操作者が載置面６に基板７を所定位置に位置決めして載置すると、基板チャック機構によってその基板７が固定される。
【００１９】
基台２のＸ方向両側には一対の支持台８ａ，８ｂが立設され、その一対の支持台８ａ，８ｂにはＸ方向に延びる案内部材９が架設されている。その案内部材９の上側には吐出する液状体を供給可能に収容する収容タンク１０が設置されている。一方、その案内部材９の下側にはＸ方向に延びる案内レール１１がＸ方向全幅にわたり凸設されている。
【００２０】
案内レール１１に沿って移動可能に配置されるキャリッジ１２は略直方体形状に形成されている。そのキャリッジ１２は直動機構を備え、その直動機構は、例えば、ステージ４が備えるネジ式直動機構と同様の機構を用いることができる。そのネジ式直動機構の駆動軸が所定のパルス信号を受けてステップ単位で正逆転する図示しないＸ軸モーターに連結されている。そして、駆動信号がＸ軸モーターに入力されると、Ｘ軸モーターが正転または逆転して、キャリッジ１２がＸ方向に沿って走査移動する。案内部材９とキャリッジ１２との間には副走査位置検出装置１３が配置され、キャリッジ１２の位置が計測される。キャリッジ１２の下側にはヘッドユニット１４が設置され、ヘッドユニット１４のステージ４側の面には図示しない液滴吐出ヘッドが凸設されている。
【００２１】
基台２の上側であって、ステージ４の−Ｙ方向には、保守装置１５が配置されている。保守装置１５は、保守ステージ１６と、保守ステージ１６の上に配置されているフラッシングユニット１７、吸引ユニット１８、ワイピングユニット１９、重量測定装置２０等により構成されている。
【００２２】
保守ステージ１６は、案内レール３ａ，３ｂ上に位置し、ステージ４と同様の直動機構を備えている。主走査位置検出装置５を用いて位置を検出し、直動機構を用いて移動する。従って、保守ステージ１６は所望の場所に移動し、停止することが可能となっている。
【００２３】
フラッシングユニット１７は液滴吐出ヘッドから吐出される液滴を受ける装置である。液滴吐出ヘッドはフラッシングユニット１７に液状体を吐出することにより、流路を洗浄する。吸引ユニット１８は液滴吐出ヘッドに蓋をし、液滴吐出ヘッドから液状体を吸引する機能を備えている。ワイピングユニット１９は、液滴吐出ヘッドのノズルが配置されているノズルプレートを拭く装置である。重量測定装置２０は吐出する液滴の重量を測定する装置である。
【００２４】
保守ステージ１６は案内レール３ａ，３ｂに沿って移動し、キャリッジ１２が案内レール１１に沿って移動する。そして、液滴吐出ヘッドと対向する場所にフラッシングユニット１７、吸引ユニット１８、ワイピングユニット１９、重量測定装置２０のいずれか１つの装置が配置される。その後、保守装置１５は液滴吐出ヘッドを保守する。
【００２５】
液滴吐出装置１は四隅に支柱２４を備え、支柱２４の図中上側には空気制御装置２５が設置されている。空気制御装置２５は、ファン、フィルター、温度調整装置、湿度調整装置等を備えている。ファン（送風機）は、工場内の空気を取り込んで、フィルターを通過することにより、空気内の塵、埃を除去し、清浄化された空気を供給する。
【００２６】
温度調整装置は、液滴吐出装置１の雰囲気温度を所定の温度範囲に保持するように、供給する空気の温度を制御する装置である。湿度調整装置は除湿または加湿した空気を供給することにより液滴吐出装置１の雰囲気湿度を所定の湿度範囲に維持する装置である。
【００２７】
４本の支柱２４の間にはシート２６が配置され、シート２６は空気の流れを遮断する。空気制御装置２５から供給される空気は空気制御装置２５から図中下側の床２７に向かって流れる。そして、シート２６に囲まれる空間内の塵や埃には重力と空気の流れが作用するので、塵や埃は床２７に向かって流動する。従って、基板７に塵や埃が付着し難いようになっている。さらに、シート２６が空気の流れを制限することにより、シート２６に囲まれる空間内の温度及び湿度がシート２６の外から影響され難くなっている。そして、空気制御装置２５がシート２６に囲まれる空間内の温度及び湿度を所定の状態に維持している。
【００２８】
次に、ヘッドユニットの構成について図２を用いて説明する。
図２（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図である。ヘッドユニット１４には第１ヘッド２８ａ〜第４ヘッド２８ｄの４個の液滴吐出ヘッド２８が配置され、液滴吐出ヘッド２８の表面にはノズルプレート２９が配置されている。ノズルプレート２９には複数のノズル３０が配列して形成されている。ノズル３０の数及び液滴吐出ヘッド２８の数及び配置は吐出するパターンと基板７の大きさに合わせて設定すればよい。
【００２９】
図２（ｂ）は、ヘッドユニットの構造を示す模式側面図であり、図２（ａ）に示すヘッドユニット１４を−Ｙ方向から見た図である。ヘッドユニット１４はベース板３１を備え、ベース板３１の上側にはキャリッジ１２が配置されている。ベース板３１の下側には支持部３２を介して駆動回路基板３３が配置されている。そして、駆動回路基板３３の下側にはヘッド駆動回路３４が配置されている。さらに、ベース板３１には支持部３５を介してヘッド取付板３６が配置され、ヘッド取付板３６の下面には液滴吐出ヘッド２８が配置されている。ヘッド駆動回路３４と液滴吐出ヘッド２８とは図示しないケーブルにより接続され、ヘッド駆動回路３４から出力された駆動信号が液滴吐出ヘッド２８に入力される。
ベース板３１の下側には供給装置３７が配置され、収容タンク１０と供給装置３７との間及び供給装置３７と液滴吐出ヘッド２８との間は図示しない接続管により接続されている。そして、収容タンク１０から供給される液状体が供給装置３７により液滴吐出ヘッド２８に供給される。
【００３０】
図２（ｃ）は、液滴吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図である。液滴吐出ヘッド２８はノズルプレート２９を備え、ノズルプレート２９にはノズル３０が形成されている。ノズルプレート２９の上側であってノズル３０と相対する位置にはノズル３０と連通する圧力室３８が形成されている。そして、液滴吐出ヘッド２８の圧力室３８には収容タンク１０に貯留されている液状体３９が供給される。
【００３１】
圧力室３８の上側には上下方向に振動して圧力室３８内の容積を拡大縮小する振動板４０が設置されている。振動板４０の上側で圧力室３８と対向する場所には上下方向に伸縮して振動板４０を振動させる圧電素子４１が配設されている。圧電素子４１が上下方向に伸縮して振動板４０を加圧して振動し、振動板４０が圧力室３８内の容積を拡大縮小して圧力室３８を加圧する。それにより、圧力室３８内の圧力が変動し、圧力室３８内に供給された液状体３９はノズル３０を通って吐出される。
【００３２】
液滴吐出ヘッド２８が圧電素子４１を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電素子４１が伸張して、振動板４０が圧力室３８内の容積を縮小する。その結果、液滴吐出ヘッド２８のノズル３０からは、縮小した容積分の液状体３９が液滴４２として吐出される。
なお、液状体としては、紫外線（ＵＶ）硬化型インク、水性染料インク、水性顔料インク、油性染料インク、油性顔料インクなどが用いられる。
【００３３】
図３は、液滴吐出装置の電気制御ブロック図である。
液滴吐出装置１は液滴吐出装置１の動作を制御する制御部としての制御装置４５を備えている。そして、制御装置４５はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４６と、各種情報を記憶するメモリー４７とを備えている。
【００３４】
主走査駆動装置４８、主走査位置検出装置５、副走査駆動装置４９、副走査位置検出装置１３、液滴吐出ヘッド２８を駆動するヘッド駆動回路３４は、入出力インターフェイス５０及びデータバス５１を介してＣＰＵ４６に接続されている。さらに、入力装置５２、表示装置５３、重量測定装置２０、吸引ユニット１８、ワイピングユニット１９も入出力インターフェイス５０及びデータバス５１を介してＣＰＵ４６に接続されている。同じく、保守装置１５において、保守ステージ１６を駆動する保守ステージ駆動装置５４及び、保守ステージ１６の位置を検出する保守ステージ位置検出装置５５も入出力インターフェイス５０及びデータバス５１を介してＣＰＵ４６に接続されている。
【００３５】
主走査駆動装置４８はステージ４の移動を制御する装置であり、副走査駆動装置４９はキャリッジ１２の移動を制御する装置である。主走査位置検出装置５がステージ４の位置を認識し、主走査駆動装置４８がステージ４を駆動することにより、ステージ４を所望の位置に移動及び停止することが可能になっている。同じく、副走査位置検出装置１３がキャリッジ１２の位置を認識し、副走査駆動装置４９がキャリッジ１２を駆動することにより、キャリッジ１２を所望の位置に移動及び停止することが可能となっている。
【００３６】
入力装置５２は液滴４２を吐出する各種加工条件などを入力する装置である。表示装置５３は加工条件や作業状況を表示する装置であり、操作者は表示装置５３に表示される情報を基に入力装置５２を用いて操作を行う。
【００３７】
重量測定装置２０は電子天秤及び受け皿を備え、液滴吐出ヘッド２８が吐出する液滴４２と液滴４２を受ける受け皿との重量を電子天秤が測定する。重量測定装置２０は、液滴４２が吐出される前後の受け皿の重量を測定した後、測定値をＣＰＵ４６に送信する。
【００３８】
保守ステージ駆動装置５４は保守ステージ１６を移動する装置である。そして、保守ステージ位置検出装置５５が保守ステージ１６の位置を検出した後、保守ステージ駆動装置５４が保守ステージ１６を移動することにより、所望の保守装置が液滴吐出ヘッド２８と対向する場所に配置される。
【００３９】
メモリー４７は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には液滴吐出装置１における動作の制御手順が記述されたプログラムソフト５６を記憶する記憶領域が設定される。さらに、基板７内における吐出位置の座標データである吐出位置データ５７を記憶するための記憶領域も設定される。
【００４０】
さらに、基板７を主走査方向へ移動する主走査移動量とキャリッジ１２を副走査方向へ移動する副走査移動量とを記憶するための記憶領域やＣＰＵ４６のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。
【００４１】
ＣＰＵ４６は、メモリー４７内に記憶されたプログラムソフト５６に従って基板７の所定位置に液滴４２を吐出するための制御を行うものである。具体的な機能実現部として、液滴吐出ヘッド２８から液滴４２を吐出して描画するための制御を行う吐出演算部６２を有する。吐出演算部６２を詳しく分割すれば、吐出演算部６２は基板７を主走査方向へ所定の速度で走査移動させるための制御を行う主走査制御部６３を有する。他にも、吐出演算部６２は液滴吐出ヘッド２８を副走査方向へ所定の副走査量で移動させるための制御を行う副走査制御部６４を有する。さらに、吐出演算部６２は液滴吐出ヘッド２８の液滴吐出にかかわる演算をする吐出制御部６５を有する。
【００４２】
そして、ＣＰＵ４６には他に、吐出する液滴４２の重量測定をするための制御を行う重量測定制御部６６、液滴吐出ヘッド２８を保守するタイミングや保守装置１５の動作を制御する保守装置制御部６８を有する。
【００４３】
つぎに、吸引ユニットの構成について詳しく説明する。
図４は本実施形態の吸引ユニットの構成を示す概略図である。
吸引ユニット１８は、キャップ部８０と、吸引管８３と、吸引部としての吸引ポンプ９０と、三方弁８５と、排液状体タンク９１とを備えている。
キャップ部８０には凹部８１が設けられ、この凹部８１と対向して液滴吐出ヘッド２８のノズル３０が配置されるように構成されている。キャップ部８０は進退駆動機構（図示せず）により矢印Ａ方向に移動が可能であり、液滴吐出ヘッド２８のノズル３０面に対して、キャップ部８０を当接可能に構成されている。なお、キャップ部８０は例えばブチルゴムなどの弾性を有する部材で形成され、液滴吐出ヘッド２８とキャップ部８０とのシール性を高めている。
【００４４】
そして、凹部８１の底面には貫通穴が設けられ、液状体を排出する排出口８２が備えられている。そして排出口８２には吸引管８３が接続されている。
さらに、凹部８１の底面には大気と連通する大気導入口８６が設けられている。大気導入口８６にはシールリング８７を介して大気開放部としての押圧弁８８が設けられ、図示しない進退機構により矢印Ｂ方向に移動して大気導入口８６を開閉することができる。
なお、キャップ部８０の凹部８１の底面に多孔質シートを配置して、液滴吐出ヘッド２８の吸引時における液状体を吸収して液状体のはね返りを防止してもよい。
【００４５】
キャップ部８０の排出口８２に接続された吸引管８３は吸引部としての吸引ポンプ９０に接続されている。そして、吸引ポンプ９０内に吸引された液状体を回収する排液状体タンク９１が備えられている。
さらに、キャップ部８０の排出口８２と吸引ポンプ９０とを接続する吸引管８３には三方弁８５が設けられている。
三方弁８５は、キャップ部８０から吸引ポンプ９０への経路と、この経路に大気を導入する経路とを有し、三方弁８５によって切り替えて各経路を選択することができる。
【００４６】
この三方弁は、例えば図５に示すように、Ｔ字型の流路において３つの方向にバルブＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３が設けられている。バルブＶＡ１はキャップ部８０からの流路を開閉し、バルブＶＡ２は吸引ポンプ９０への流路を開閉し、バルブＶＡ３はバルブＶＡ１とバルブＶＡ２の間で大気への流路を開閉するように構成されている。三方弁を採用することで、これらのバルブＶＡ１，ＶＡ２，ＶＡ３を切り替えて各経路を選択することができ、コンパクトにバルブ部分を構成することができる。
【００４７】
なお、三方弁を用いず、開閉バルブを組み合わせて構成することもできる。例えば一つの開閉バルブを吸引管に設けてキャップ部と吸引ポンプの間の経路を遮断する遮断バルブとし、その後段にＴ字型配管を設けて大気開放し、そこに開閉バルブを設けて大気開放バルブとすればよい。
また、吸引部として吸引ポンプ９０に代えて、シリンダーなどを採用することができる。
【００４８】
次に、上記のような吸引ユニットの動作について説明する。
図６は実施形態の吸引ユニットの吸引動作を説明する模式図である。
まず、図６（ａ）に示すように、ヘッドユニットが保守ステージ上方に移動して停止する。そして、図６（ｂ）に示すように、吸引ユニットのキャップ部８０が進退機構により上方に移動して液滴吐出ヘッド２８に当接する。
続いて、図６（ｃ）に示すように、吸引ポンプ９０が稼動して液滴吐出ヘッド２８のインクなどの液状体を吸引する。吸引された液状体はキャップ部８０から吸引管８３を経て排液状体タンクに排出される。そして、所定の時間だけ吸引が行われ、吸引ポンプ９０が停止する。
【００４９】
その後、図６（ｄ）に示すように、負圧状態のキャップ部８０の凹部内を、押圧弁８８を開くことで大気圧に戻す。そして、図６（ｅ）に示すように、吸引ユニットのキャップ部８０が進退機構により下方に移動して液滴吐出ヘッド２８への当接を開放する。
このようにキャップ部８０に大気を導入する押圧弁８８が設けられていることから、液滴吐出ヘッド２８の吸引後において負圧になったキャップ部８０内を大気圧になるまで待つ必要がなく、短時間で確実に大気圧に戻すことができる。このことから、液滴吐出ヘッド２８からキャップ部８０をはずす時間が短縮される。また、キャップ部８０をはずす際にキャップ部８０内が負圧であることがなくなり、残った液状体の飛び散りを防止することができる。
なお、この一連の吸引動作において、三方弁８５は図５で示したバルブＶＡ１およびＶＡ２が開で、バルブＶＡ３が閉の状態で行われる。
【００５０】
図７は実施形態の吸引ユニットの保湿動作を説明する模式図である。
まず、図７（ａ）に示すように、ヘッドユニットが保守ステージ上方に移動して停止する。そして、図７（ｂ）に示すように、吸引ユニットのキャップ部８０が進退機構により上方に移動して液滴吐出ヘッド２８に当接する。
【００５１】
続いて、図７（ｃ）に示すように、吸引ポンプ９０が稼動して液滴吐出ヘッド２８のインクなどの液状体を吸引する。吸引された液状体はキャップ部８０から吸引管８３を経て排液状体タンクに排出される。
ここまでは、三方弁８５は図５で示したバルブＶＡ１およびＶＡ２が開で、バルブＶＡ３が閉の状態で行われる。
【００５２】
そして、液滴吐出ヘッド２８のインクなどの液状体の吸引が完全に行われないときに、三方弁８５の切り替えが行われる。三方弁８５は図５で示したバルブＶＡ１が閉、バルブＶＡ２およびバルブＶＡ３が開の状態に切り替わる。
このことから、図７（ｄ）に示すように、三方弁８５から吸引ポンプ９０の経路にある液状体が排出される。また、キャップ部８０から三方弁８５の間は負圧となっており、液滴吐出ヘッド２８から液状体が吸引され、その経路内およびキャップ部８０の凹部内に貯まることになる。なお、三方弁８５はできるだけキャップ部８０に近い部分の吸引管８３に設けられるのが好ましい。このようにすれば、キャップ部８０から三方弁８５の間に貯留される液状体が少なくて済む。
そして、吸引ポンプ９０を停止して、その状態を保つことで液滴吐出ヘッド２８の保湿を行うことができる。
【００５３】
以上のように、キャップ部８０と吸引ポンプ９０とを接続する吸引管８３に、キャップ部８０と吸引ポンプ９０の間の経路を遮断するバルブと、吸引管８３に大気を導入するバルブの役目を果たす三方弁８５が設けられている。
このことから、三方弁８５を切り替えることで三方弁８５からキャップ部８０側の経路に液状体を貯留させ、三方弁８５から吸引ポンプ９０側の経路の液状体を排出させることができる。
つまり、キャップ部８０にインクなどの液状体を貯留するために、従来にくらべて短い経路の吸引管８３にインクなどの液状体を貯められるので、液状体の使用量を削減できる。また、液滴吐出ヘッド２８の吸引作業を利用して保湿作業を行えるため、両者の作業を短時間で行うことができる。
そして、三方弁８５から吸引ポンプ９０の間の経路の吸引管８３には、液状体が吸引されて液状体が残らないため、特に沈降性の成分を有する紫外線（ＵＶ）硬化型インクなどを利用する場合には吸引管８３内に沈殿してつまりが発生することがなく、メンテナンスの頻度を少なくできる。
【符号の説明】
【００５４】
１…液滴吐出装置、２…基台、２ａ…基台の上面、３ａ，３ｂ…案内レール、４…ステージ、５…主走査位置検出装置、６…載置面、７…基板、８ａ，８ｂ…支持台、９…案内部材、１０…収容タンク、１１…案内レール、１２…キャリッジ、１３…副走査位置検出装置、１４…ヘッドユニット、１５…保守装置、１６…保守ステージ、１７…フラッシングユニット、１８…吸引ユニット、１９…ワイピングユニット、２０…重量測定装置、２４…支柱、２５…空気制御装置、２６…シート、２７…床、２８…液滴吐出ヘッド、２８ａ…第１ヘッド、２８ｂ…第２ヘッド、２８ｃ…第３ヘッド、２８ｄ…第４ヘッド、２９…ノズルプレート、３０…ノズル、３１…ベース板、３２…支持部、３３…駆動回路基板、３４…ヘッド駆動回路、３５…支持部、３６…ヘッド取付板、３７…供給装置、３８…圧力室、３９…液状体、４０…振動板、４１…圧電素子、４２…液滴、４５…制御装置、４６…ＣＰＵ、４７…メモリー、４８…主走査駆動装置、４９…副走査駆動装置、５０…入出力インターフェイス、５１…データバス、５２…入力装置、５３…表示装置、５４…保守ステージ駆動装置、５５…保守ステージ位置検出装置、５６…プログラムソフト、５７…吐出位置データ、６２…吐出演算部、６３…主走査制御部、６４…副走査制御部、６５…吐出制御部、６６…重量測定制御部、６８…保守装置制御部、８０…キャップ部、８１…凹部、８２…排出口、８３…吸引管、８５…三方弁、８６…大気導入口、８７…シールリング、８８…押圧弁、９０…吸引ポンプ、９１…排液状体タンク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴吐出ヘッド内の液状体を吸引する吸引ユニットを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドのノズルを覆い前記液滴吐出ヘッドに当接可能なキャップ部と、
前記キャップ部内を吸引する吸引部と、
前記キャップ部と前記吸引部とを接続する吸引管と、
前記吸引管に設けられ、前記キャップ部と前記吸引部の間の経路を遮断する遮断バルブと、
前記遮断バルブの後段に前記吸引管に大気を導入する大気開放バルブと、を有し、
前記遮断バルブおよび前記大気開放バルブを切り替えることで前記遮断バルブから前記キャップ部側の経路に液状体を貯留させ、前記大気開放バルブから前記吸引部側の経路の液状体を排出させることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出装置において、
前記遮断バルブおよび前記大気開放バルブとして三方弁が用いられていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液滴吐出装置において、
前記キャップ部に大気を導入する大気開放部が設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１】
液滴吐出ヘッド内の液状体を吸引する吸引ユニットを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドのノズルを覆い前記液滴吐出ヘッドに当接可能なキャップ部と、
前記キャップ部内を吸引する吸引部と、
前記キャップ部と前記吸引部とを接続する吸引管と、
前記吸引管に設けられ、前記キャップ部と前記吸引部の間の経路を遮断する遮断バルブと、
前記遮断バルブの後段に前記吸引管に大気を導入する大気開放バルブと、を有し、
前記遮断バルブおよび前記大気開放バルブを切り替えることで前記遮断バルブから前記キャップ部側の経路に液状体を貯留させ、前記大気開放バルブから前記吸引部側の経路の液状体を排出させることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出装置において、
前記遮断バルブおよび前記大気開放バルブとして三方弁が用いられていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液滴吐出装置において、
前記キャップ部に大気を導入する大気開放部が設けられていることを特徴とする液滴吐出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１４３５４３（Ｐ２０１１−１４３５４３Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３６８８（Ｐ２０１０−３６８８）
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１２日（２０１０．１．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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