(57)【要約】【課題】少なくとも、インク供給タンクと、前記インク供給タンクに接続されたインクジェットヘッドと、前記インク供給タンクと前記インクジェットヘッドとの間に設けられた圧力センサと、前記インク供給タンクから前記インクジェットヘッドのインク流れを操作するため接続されたポンプと、を備えたインクジェット印刷装置におけるインクジェットヘッドの洗浄方法の提供。【解決手段】少なくとも、インク供給タンク内圧力を上昇させ、インクジェットヘッドのノズルからインク吐出を行う工程と、洗浄部材の下にアスカー硬度２０度以下の柔軟性のある緩衝材を敷設し該洗浄部材を前記インクジェットヘッドの吐出面に接触させつつ移動する工程と、を有することを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、インク供給タンクと、前記インク供給タンクに接続されたインクジェットヘッドと、前記インク供給タンクと前記インクジェットヘッドとの間に設けられた圧力センサと、前記インク供給タンクから前記インクジェットヘッドのインク流れを操作するため接続されたポンプと、を備えたインクジェット印刷装置におけるインクジェットヘッドの洗浄方法であって、少なくとも、インク供給タンク内圧力を上昇させ、インクジェットヘッドのノズルからインク吐出を行う工程と洗浄部材の下にアスカー硬度２０度以下の柔軟性のある緩衝材を敷設し該洗浄部材を前記インクジェットヘッドの吐出面に接触させつつ移動する工程と、を有することを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項２】
前記緩衝材が、ゴム、又はスポンジ、又はゲルであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項３】
前記ポンプが、ダイヤフラムポンプ、又はプランジャーポンプであることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項４】
前記洗浄部材を前記インクジェットヘッドの吐出面に接触させる接触方法が、洗浄部材の下部から弾性体を有する押し当て手段を用いることを特徴とする請求項１か３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項５】
前記洗浄部材を前記インクジェットヘッドの吐出面に接触させる接触方法が、洗浄部材の下部からローラーをヘッド吐出面に沿って転がす手段を用いることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項６】
前記洗浄部材を前記ンクジェットヘッドのノズルに接触させたときに、ヘッド内の圧力降下が５０Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１から３何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項７】
前記洗浄部材が、布又はワイプ材であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項８】
前記洗浄部材が、洗浄液を浸透させた布又はワイプ材であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【請求項９】
前記洗浄部材が、フィルムであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット印刷装置の洗浄方法に係わり、特には、インクジェットヘッドの吐出面部分の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタの製造方法としては、インク吐出方式による方法が注目されている。たとえば、インク吐出法によってカラーフィルタを製造する場合、透明基板に撥インク性を持った遮光部を形成し、その斜光部を隔壁としてその空隙にＲ、Ｇ、Ｂの３色のインク吐出して着色した光透過部を形成する。このため、フォトリソグラフィー法と比べ、インクの無駄もほとんど発生せず、また、同時に３色画素を形成することができ工程の省略と短縮がされるため、環境負荷の低減と大幅なコストダウンが期待できる。前述のインク吐出方式においてインクを吐出する為のインクジェットヘッドは、基板の大型化、生産性向上の為のタクトアップ、カラーフィルタの高精細化が進むにしたがって、搭載するヘッドが密集しかつ複数個配列されるようになった。
【０００３】
インク吐出方式ではヘッド吐出面の乾きや、乾きによるインク凝集による吐出口つまりなどによって、不吐出が製品の歩留を下げる要因の一つとなっていた。不吐出が解消されない場合はヘッドの交換を行う必要があり、生産性を落とす結果となってしまう。したがって、吐出口が詰まった場合であっても、全ての吐出口から確実に再吐出が可能な高い信頼性を有するヘッド洗浄機構を搭載する必要がある。
【０００４】
そのため、ヘッド吐出面の洗浄は様々な方法が行われている。代表的な例を挙げると、インク吐出ヘッドのヘッド吐出面を常にインクの乾きなく、一定のコンディションを保たせるため、吸収性の高い洗浄部材をヘッド吐出面に押し当てる洗浄機構や、特許文献１に記載されているように、ノズル内圧力をノズル外圧力より小さくすることでノズル内に開口部周辺のインクなどを吸引してしまう方法などが挙げられる。
しかしながらこれらの洗浄方法では、洗浄部材がヘッド吐出面に押し当たる力にばらつきがありインクや異物などを完全に取り除くことは困難であった。具体的には前者の洗浄方法では、洗浄部材がヘッド吐出面に押し当たる力にバラツキが生じ、洗浄が十分な部分と洗浄が不十分な部分が混在することになる。また、後者の洗浄方法では、開口部周辺のインクは吸引することが出来るが、開口部から離れた部分に付着したインクは吸引されること無く、ヘッド表面に残ってしまう。その結果、吐出性が不安定になる、異物が増加する、などの現象が生じ安定した高品質の印刷物を製造ことが困難であった。
【特許文献１】特開平３−１９３３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の事情に鑑みて考えられたものであり、その課題とするところは、ヘッド吐出面に付着したインクや異物などを完全に取り除くことができ、且つノズル面の乾燥がないインクジェットヘッドの洗浄方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、少なくとも、インク供給タンクと、前記インク供給タンクに接続されたインクジェットヘッドと、前記インク供給タンクと前記インクジェットヘッドとの間に設けられた圧力センサと、前記インク供給タンクから前記インクジェットヘッドのインク流れを操作するため接続されたポンプと、を備えたインクジェット印刷装置におけるインクジェットヘッドの洗浄方法であって、インク供給タンク内圧力を上昇させ、インクジェットヘッドのノズルからインク吐出を行う工程と洗浄部材の下にアスカー硬度２０度以下の柔軟性のある緩衝材を敷設し該洗浄部材を前記インクジェットヘッドの吐出面に接触させつつ移動する工程と、を有することを特徴とするインクジェットヘッドの洗浄方法としたものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記緩衝材が、ゴム、又はスポンジ、又はゲルであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法としたものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、前記ポンプが、ダイヤフラムポンプ、又はプランジャーポンプであることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法としたものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、前記洗浄部材を前記インクジェットヘッドの吐出面に接触させる方法が、洗浄部材の下部から弾性体を有する押し当て手段を用いることを特徴とする請求項１か３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法としたものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、前記洗浄部材を前記インクジェットヘッドの吐出面に接触させる接触方法が、洗浄部材の下部からローラーをヘッド吐出面に沿って転がす手段を用いることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法としたものである。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、前記洗浄部材を前記ンクジェットヘッドのノズルに接触させたときに、ヘッド内の圧力降下が５０Ｐａ以下であることを特徴とする請求項１から３何れかに記載のインクジェットヘッドの洗浄方法としたものである。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、前記洗浄部材が、布又はワイプ材であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法としたものである。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、 前記洗浄部材が、洗浄液を浸透させた布又はワイプ材であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法としたものである。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、 前記洗浄部材が、フィルムであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドの洗浄方法としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、インクジェット印刷装置のインクジェットヘッドの洗浄方法に於いて、インクジェットヘッド表面に付着したインク・異物をムラ無く完全に除去することが可能であり、高いインクジェットヘッド洗浄能力を有することがわかった。この洗浄方法を実施することで、高品質なカラーフィルタを高収率で製造することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を図１に示すダイヤフラムポンプを用いたインク供給装置及び、図２に示す洗浄部拡大図、図３（ａ）に示す洗浄装置及び図３（ｂ）に示す洗浄装置（横から見た図）を例に説明する。
【００１７】
インクジェット印刷装置のインクジェットヘッドにおいて使用されるインク２は、供給タンク１に貯蔵されており、経路７を通ってダイヤフラムポンプ５の供給源側へと通じる
。ダイヤフラムポンプ５は、インク供給源側７をインク強制吸引する吸引側とし、インクジェットヘッド４側をインク強制送出する送出側８とする。また、インク送出手段にはダイヤフラムポンプの駆動させるサーボモータ６が接続されていて、このサーボモータの動作によってインクの吐出を正確に行うためのダイヤフラムポンプが駆動制御されている。
【００１８】
圧力センサ３は、インクジェットヘッド４とダイヤフラムポンプ５の送出側との間に設けられており、インク圧力を常時検知している。そして、図中の符号９に示すように、この圧力センサは検知したインク圧力をデータとして、上記インク送出手段におけるサーボモータに送り出されるように接続されている。
【００１９】
インク吐出には、印字時と非印字時があり、印字時にはインクがインクジェットヘッドに送出され、ある一定間隔で吐出を行い、非吐出時にはインクジェットヘッド内のノズルにインクが充填された状態のまま保持する。
【００２０】
非印字時には、インクジェットヘッドのノズル面に洗浄部材１０に接触させることで、インクジェットヘッドのノズルに蓄積した乾燥インクを除去することができ、乾燥を防止することができる。
【００２１】
洗浄に使われる洗浄部材は、紙、布、マイクロファイバー、多孔質体、フィルムなどを使うことができるが、発塵性やインク吸収性、ロール化などを考慮にいれると、マイクロファイバーが好ましい。というのはインク吸収性が本洗浄方法において重要なパラメータであり、インク吸収量が４００ｇ／ｍ2以上あることが望ましいからである。インク吸収性が低い場合、ヘッド表面に付着しているインクが十分に除去できず、不吐出の原因となる。
【００２２】
また図２に示すように、洗浄部材１０をノズル面１２に接触させ過ぎると、ヘッド内のノズルからインク２が引っ張り出されて、ヘッド内が圧力降下を伴う。この圧力降下が大きいと、ノズル開口部のメニスカスが破壊されてしまい、吐出安定性が著しく低下する。圧力降下を低減させるためには、インク拡散性と吸収性のバランスが取れている洗浄部材を使用するか、あるいは、図３に示すような、洗浄部材１０の下部に弾性体１３やローラー１４を敷設し、その際洗浄部材１０がノズル面１２に接触しない、たとえばノズル接触部にのみスリット加工１５などを施す方法か有効である。
【００２３】
弾性体１３やローラー１４外周の材料としては、ゴム、又はスポンジ、又はゲルなどの材料が使用できる。とりわけアスカー硬度２０度以下の柔軟性のある緩衝材は、ヘッド洗浄面に対して密着性があり、接触した部分にほぼ均等に力を加えることが出来る。特にスポンジは柔軟性に優れている為、他素材と比較し、力の配分が均等であり、メニスカスを安定に保持し易い。
【００２４】
洗浄部材にあらかじめ浸透させておく溶剤は、インクの溶出力が高く、沸点も高温領域にある溶剤が好ましい。また、洗浄部材に浸透させる溶剤量は、浸透面積あたりの飽和溶剤量の１／１０以下が望ましい。浸透させる溶剤量が多いとき、ヘッド吐出面に溶剤が付着して不吐出の原因となることがある。
【００２５】
吐出するインクは、粘度が８〜１４ｍＰａ・ｓ、インク温度３０℃以下が望ましい。粘度が適正ではないとき、着弾精度や吐出性が著しく悪化し、インク温度が高すぎる場合、ノズルに乾燥したインクが蓄積し、異物発生やノズル詰まりが生じる。
【００２６】
圧力センサからの情報に基づいてポンプからインク送出動作及び吸引動作を行いながら、ノズル中の気液界面の圧力差を制御して、洗浄部材が取り残したノズル近傍に存在するインクをノズル内に吸収する際には、インク供給系圧力を外部気体圧力を１とした場合のσ／ｒから２σ／ｒの範囲に収めることが望ましい。ここでσはインクの表面張力係数、ｒはノズル穴半径とする。σ／ｒ以下であるとノズル近傍のインクを吸収することが困難となり、２σ／ｒ以上であると、気体がノズルの中に入りこんでしまう危険性がある。
【００２７】
なお、本発明のインクジェット印刷装置のヘッド洗浄方法は、カラーフィルタの画素形成のための有色インク以外に、ＥＬディスプレイの発光層形成のための液滴や、ＩＣタグのアンテナ形成のための金属含有液滴などに関しても適用できる。
【実施例】
【００２８】
本発明をカラーフィルタ用インクジェット印刷装置のヘッド部の洗浄を例に説明する。
【００２９】
まず、インク供給タンク内圧力を５０ｋＰａ程度まで上昇させ、インクジェットヘッドのノズルからインク吐出を約５秒おこなった。その後、圧力センサからの情報に基づいてポンプからインク送出動作及び吸引動作を行いながら、ノズル中の気液界面の圧力差を−２５００Ｐａ程度に制御する。次に、ノズル洗浄の信号を発生させ、インクジェットヘッドの下に洗浄部材を搭載したユニットが移動させる。洗浄部材としては、ロール状のマイクロファイバーを用いた。洗浄ユニットはクラッチブレーキを使用した巻出とサーボモータを使用した巻取機構が設けられていて、エアシリンダで上下させることが可能である。洗浄部材の下には、外周がシリコーンゴムで被覆されたローラーが設置してあり、その上に緩衝材を敷いた。
洗浄ユニットを上方に移動することで、インクジェットヘッド端部にローラーが接触する。そして、ローラーをインクジェットヘッドに沿って転がすと、洗浄部材がヘッド表面に接触しつつ移動することで余分なインクや乾燥異物を除去する。次に、圧力差を−２５００Ｐａに保ち、約１分間取り残したノズル近傍に存在するインクをノズル内に吸収した。最後に、洗浄ユニットを元の位置に移動させ、受像層基板に吐出をおこなった。洗浄効果の評価としては、上記洗浄と吐出までを１サイクルとして、この工程を１０サイクルおこない、そのインクの吐出性と着弾精度の確認をおこなった。
【００３０】
緩衝材の硬度の影響を調べるため、本洗浄方法において、使用緩衝材を変更し、アスカー硬度を１から １００まで変化させた。表1に実験によって測定したアスカー硬度と不吐出のノズルの本数の示した。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表1から分かるとおり、本洗浄方法を用いた場合、緩衝材の硬度をアスカー硬度２０以下にすることで特に洗浄後のノズルの吐出性が良い。しかし、アスカー硬度が２０を超えると洗浄後のノズルの吐出性が悪化することがわかる。
【００３３】
この結果から、本洗浄方法は高い洗浄能力を有することが分かった。つまり、本洗浄方法を用いれば高品質なカラーフィルタを得ることができることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】インクジェットのインク供給装置の構成を示す概要図面である。
【図２】インクヘッドヘッド部を拡大した概要図面である。
【図３】（ａ）インクジェッドヘッド洗浄装置部を正面から見た概要図面である。（ｂ）インクジェッドヘッド洗浄装置部を横から見た概要図面である。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・インキ供給タンク
２・・・インキ
３・・・圧力センサ
４・・・インクジェットヘッド
５・・・ダイヤフラムポンプ
６・・・サーボモータ
７・・・吸引側の管路
８・・・送出側の管路
９・・・圧力計からサーボモータへのデータ経路
１０・・・洗浄部材
１１・・・ヘッド
１２・・・ノズル
１３・・・弾性体
１４・・・ローラー
１５・・・スリット加工
【図１】
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【図２】
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【図３】
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